JPH08172069A - Surface treatment method and semiconductor manufacturing device using the same - Google Patents
Surface treatment method and semiconductor manufacturing device using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体デバイスの製
造プロセスに用いられる表面処理方法および該方法を用
いる半導体製造装置に関するものであって、とくに微細
形状部の洗浄手法と低オーミックコンタクトの形成手法
とに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment method used in a semiconductor device manufacturing process and a semiconductor manufacturing apparatus using the method, and more particularly to a cleaning method for fine features and a low ohmic contact forming method. It is about and.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスを製造する際に、半導体
基板表面に自然酸化膜、パーティクル、金属不純物等の
汚染物が存在すると、半導体デバイスの電気特性、信頼
性、歩留り等に悪影響を及ぼす。従って、半導体デバイ
スを製造する際には、半導体基板表面の汚染物を除去
し、全製造工程に渡って半導体基板表面を清浄に保つ必
要がある。このため、従来の半導体デバイスの製造プロ
セスにおいては、アンモニア過酸化水素水によるパーテ
ィクルおよび有機汚染物の除去処理、塩酸過酸化水素水
による金属汚染物の除去処理等のウェット洗浄処理によ
り半導体基板表面を清浄化した後で、成膜処理、エッチ
ング処理等の各プロセスを行うといった手法が用いられ
ている。2. Description of the Related Art When a semiconductor device is manufactured, the presence of contaminants such as a natural oxide film, particles, and metal impurities on the surface of a semiconductor substrate adversely affects the electrical characteristics, reliability, yield, etc. of the semiconductor device. Therefore, when manufacturing a semiconductor device, it is necessary to remove contaminants on the surface of the semiconductor substrate and keep the surface of the semiconductor substrate clean throughout the entire manufacturing process. Therefore, in the conventional semiconductor device manufacturing process, the semiconductor substrate surface is subjected to wet cleaning treatment such as removal treatment of particles and organic contaminants with ammonia hydrogen peroxide solution and removal treatment of metal contaminants with hydrochloric acid hydrogen peroxide solution. A method of performing each process such as a film forming process and an etching process after cleaning is used.
【０００３】図１１は、特開平６−４５３０５号公報に
記載されている、従来の半導体製造装置の概略構造を示
す模式図であり、該半導体製造装置内では半導体基板に
表面処理が施されるようになっている。図１１におい
て、１は半導体基板であり、２は酸洗浄液またはアルカ
リ洗浄液を入れたウェット処理槽であり、３は希弗酸を
入れた弗酸処理槽であり、４は酸素を供給しながら紫外
線を半導体基板１に照射する紫外線処理槽である。ま
た、５はウェット処理槽２と弗酸処理槽３と紫外線処理
槽４の相互間で半導体基板１を搬送する搬送装置であ
り、６はその内部にウェット処理槽２と弗酸処理槽３と
紫外線処理槽４とが配置され不活性ガスが満たされた外
枠である。FIG. 11 is a schematic view showing a schematic structure of a conventional semiconductor manufacturing apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-45305. In the semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor substrate is surface-treated. It is like this. In FIG. 11, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a wet treatment tank containing an acid cleaning solution or an alkali cleaning solution, 3 is a hydrofluoric acid processing tank containing dilute hydrofluoric acid, and 4 is an ultraviolet ray while supplying oxygen. It is an ultraviolet treatment tank for irradiating the semiconductor substrate 1 with. Further, 5 is a transfer device for transferring the semiconductor substrate 1 among the wet processing tank 2, the hydrofluoric acid processing tank 3 and the ultraviolet processing tank 4, and 6 is a wet processing tank 2 and a hydrofluoric acid processing tank 3 therein. It is an outer frame in which the ultraviolet treatment tank 4 is arranged and which is filled with an inert gas.
【０００４】次に、図１１に示す従来の半導体製造装置
の作用について説明する。かかる半導体製造装置を用い
て半導体デバイスを製造する際には、まずウェット処理
槽２において半導体基板１の表面のパーティクル、有機
汚染物および金属汚染物を除去する。次いで、弗酸処理
槽３において半導体基板１の表面の酸化膜を除去し、半
導体基板１の表面を清浄化する。そして、紫外線処理槽
４において、清浄化された半導体基板１の表面に酸化膜
を形成する。この場合、半導体基板１の搬送が外枠６内
の不活性雰囲気中で行われるため、半導体基板１は表面
処理中に大気による汚染を受けない。Next, the operation of the conventional semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 11 will be described. When manufacturing a semiconductor device using such a semiconductor manufacturing apparatus, first, particles, organic contaminants, and metal contaminants on the surface of the semiconductor substrate 1 are removed in the wet processing bath 2. Then, the oxide film on the surface of the semiconductor substrate 1 is removed in the hydrofluoric acid treatment bath 3 to clean the surface of the semiconductor substrate 1. Then, in the ultraviolet treatment bath 4, an oxide film is formed on the surface of the cleaned semiconductor substrate 1. In this case, since the semiconductor substrate 1 is transported in the inert atmosphere in the outer frame 6, the semiconductor substrate 1 is not polluted by the atmosphere during the surface treatment.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の表面処理
方法あるいは該方法を用いた半導体製造装置において
は、前記したとおり汚染物の除去を洗浄液を用いたウェ
ット洗浄で行うため、以下のような問題点があった。す
なわち、微細形状部の洗浄を行うときに洗浄液が細部ま
で行き渡らず、汚染物を完全に除去することができない
といった問題があった。また、酸化膜を選択的に除去す
ることができず、微細形状部の形状が変化することがあ
るといった問題があった。さらには、洗浄液中に金属不
純物が含まれていると、これが酸化膜中に残留するなど
といった洗浄液からの汚染を受けることがあるといった
問題があった。またこの場合、洗浄の後に乾燥工程が必
要であるが、かかる乾燥工程ではパーティクルの付着あ
るいはウォーターマークの生成などといった汚染が生じ
やすいといった問題があった。In the conventional surface treatment method or the semiconductor manufacturing apparatus using the method, since the contaminants are removed by wet cleaning using a cleaning liquid as described above, the following problems occur. There was a point. That is, there is a problem in that the cleaning liquid does not reach the details when cleaning the fine shape portion, and the contaminants cannot be completely removed. Further, there is a problem that the oxide film cannot be selectively removed and the shape of the fine shape portion may change. Furthermore, if the cleaning liquid contains metal impurities, there is a problem that it may be contaminated by the cleaning liquid, such as remaining in the oxide film. Further, in this case, a drying step is required after the cleaning, but there is a problem that such a drying step easily causes contamination such as adhesion of particles or generation of watermarks.
【０００６】また、図１１に示すような従来の半導体製
造装置では、外枠６内を不活性雰囲気に保持しているた
め表面処理中には大気による汚染を受けないものの、酸
化膜形成後に次の工程へ半導体基板１を搬送するときに
半導体基板１が大気に晒される。しかしながら、ウェッ
ト洗浄を用いているため、半導体基板１が大気に晒され
ないようにして従来の半導体製造装置をドライエッチン
グ等のドライプロセス装置と連結するのは困難である。Further, in the conventional semiconductor manufacturing apparatus as shown in FIG. 11, since the outer frame 6 is kept in an inert atmosphere, it is not polluted by the atmosphere during the surface treatment, but after the oxide film is formed, The semiconductor substrate 1 is exposed to the atmosphere when the semiconductor substrate 1 is transferred to the step. However, since wet cleaning is used, it is difficult to connect the conventional semiconductor manufacturing apparatus to a dry process apparatus such as dry etching so that the semiconductor substrate 1 is not exposed to the air.
【０００７】この発明は、半導体の表面処理方法あるい
は該方法を用いる半導体製造装置における上記のような
問題点を解決するためになされたもので、第１に半導体
基板の微細形状部を有効に清浄化することができる手段
を得ることを目的とする。第２に、酸化膜を選択的に除
去することができる手段を得ることを目的とする。第３
に、洗浄液による汚染の発生を防止することができる手
段を得ることを目的とする。第４に、乾燥時におけるパ
ーティクルや金属による汚染等の発生を防止することが
できる手段を得ることを目的とする。第５に、他のドラ
イプロセス装置と連結することができる表面処理方法あ
るいは該方法を用いる半導体製造装置を得ることを目的
とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in a semiconductor surface treatment method or a semiconductor manufacturing apparatus using the method. First, it effectively cleans fine-shaped portions of a semiconductor substrate. The purpose is to obtain means that can be realized. Secondly, the object is to obtain a means capable of selectively removing the oxide film. Third
In addition, it is an object of the present invention to provide a means capable of preventing the occurrence of contamination by the cleaning liquid. Fourthly, it is an object to obtain a means capable of preventing the generation of contamination by particles or metals during drying. Fifthly, it is an object to obtain a surface treatment method which can be connected to another dry process apparatus or a semiconductor manufacturing apparatus using the method.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の第１の態様に
かかる表面処理方法は、減圧雰囲気下の汚染物が存在す
る半導体基板表面に金属薄膜を形成し、前記半導体基板
を加熱して前記半導体基板と前記金属薄膜の界面に存在
する汚染物を前記金属薄膜内に拡散させるものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a surface treatment method, wherein a metal thin film is formed on a surface of a semiconductor substrate in which a contaminant is present under a reduced pressure atmosphere, and the semiconductor substrate is heated to form the metal thin film. The contaminants present at the interface between the semiconductor substrate and the metal thin film are diffused into the metal thin film.
【０００９】この発明の第２の態様にかかる表面処理方
法は、減圧雰囲気下の汚染物が存在する半導体基板表面
に金属薄膜を形成し、前記半導体基板を加熱して前記半
導体基板と前記金属薄膜の界面に存在する汚染物を前記
金属薄膜内に拡散させた後、汚染物を含んだ前記金属薄
膜をエッチングするものである。In the surface treatment method according to the second aspect of the present invention, a metal thin film is formed on the surface of a semiconductor substrate where contaminants exist under a reduced pressure atmosphere, and the semiconductor substrate is heated to heat the semiconductor substrate and the metal thin film. After the contaminants present at the interface of (3) are diffused into the metal thin film, the metal thin film containing the contaminants is etched.
【００１０】この発明の第３の態様にかかる表面処理方
法は、減圧雰囲気下の汚染物が存在する半導体基板表面
にシリコン酸化膜を形成し、さらに前記シリコン酸化膜
表面に金属薄膜を成膜し、前記半導体基板を加熱して前
記シリコン酸化膜を前記金属薄膜内に拡散させた後、前
記金属薄膜をエッチングするものである。In the surface treatment method according to the third aspect of the present invention, a silicon oxide film is formed on the surface of a semiconductor substrate in which contaminants exist under a reduced pressure atmosphere, and a metal thin film is formed on the surface of the silicon oxide film. After heating the semiconductor substrate to diffuse the silicon oxide film into the metal thin film, the metal thin film is etched.
【００１１】この発明の第４の態様にかかる表面処理方
法は、この発明の第３の態様にかかる表面処理方法にお
いて、シリコン酸化膜の厚さを３nm以下にすることを特
徴とする。A surface treatment method according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the surface treatment method according to the third aspect of the present invention, the thickness of the silicon oxide film is 3 nm or less.
【００１２】この発明の第５の態様にかかる表面処理方
法は、この発明の第３の態様にかかる表面処理方法にお
いて、シリコン酸化膜の形成を、減圧雰囲気下で、半導
体表面をオゾンとＯ2プラズマのうちの少なくとも一方
を含む酸化性のガスに晒し、前記半導体基板を加熱して
行うことを特徴とする。A surface treatment method according to a fifth aspect of the present invention is the same as the surface treatment method according to the third aspect of the present invention, in which a silicon oxide film is formed under a reduced pressure atmosphere on a semiconductor surface with ozone and O 2. It is characterized in that the semiconductor substrate is heated by exposing it to an oxidizing gas containing at least one of plasmas.
【００１３】この発明の第６の態様にかかる表面処理方
法は、減圧雰囲気下の半導体基板表面のシリコン酸化膜
を一定厚さ残してドライエッチングし、ドライエッチン
グ後の前記シリコン酸化膜表面に金属薄膜を成膜し、さ
らに前記半導体基板を加熱して前記シリコン酸化膜を前
記金属薄膜内に拡散させた後、前記金属薄膜をエッチン
グするものである。In the surface treatment method according to the sixth aspect of the present invention, the silicon oxide film on the surface of the semiconductor substrate in a reduced pressure atmosphere is dry-etched with a certain thickness left, and a metal thin film is formed on the surface of the silicon oxide film after the dry etching. Is further formed, the semiconductor substrate is heated to diffuse the silicon oxide film into the metal thin film, and then the metal thin film is etched.
【００１４】この発明の第７の態様にかかる表面処理方
法は、この発明の第６の態様にかかる表面処理方法にお
いて、シリコン酸化膜の厚さが３nm以下になるまでドラ
イエッチングすることを特徴とする。A surface treatment method according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that, in the surface treatment method according to the sixth aspect of the present invention, dry etching is performed until the thickness of the silicon oxide film becomes 3 nm or less. To do.
【００１５】この発明の第８の態様にかかる表面処理方
法は、この発明の第１、第２、第３または第６の態様の
いずれか１つにかかる表面処理方法において、金属薄膜
を、ＴiとＺrとＨfとＡlのうちの少なくとも１つを用い
て形成することを特徴とする。A surface treatment method according to an eighth aspect of the present invention is the surface treatment method according to any one of the first, second, third or sixth aspects of the present invention, wherein the metal thin film is Ti. And at least one of Zr, Hf, and Al.
【００１６】この発明の第９の態様にかかる表面処理方
法は、この発明の第１、第２、第３または第６の態様の
いずれか１つにかかる表面処理方法において、半導体基
板の加熱を、光照射を用いて金属薄膜の必要な箇所のみ
に行うことを特徴とする。A surface treatment method according to a ninth aspect of the present invention is the surface treatment method according to any one of the first, second, third or sixth aspects of the present invention, wherein the semiconductor substrate is heated. The method is characterized in that light irradiation is performed only on a necessary portion of the metal thin film.
【００１７】この発明の第１０の態様にかかる表面処理
方法は、この発明の第２、第３または第６の態様のいず
れか１つにかかる表面処理方法において、金属薄膜のエ
ッチング工程で、金属薄膜を全てはエッチングせずに、
一定厚さ残すことを特徴とする。A surface treatment method according to a tenth aspect of the present invention is the surface treatment method according to any one of the second, third or sixth aspects of the present invention, wherein the metal thin film is etched in the etching step. Without etching the entire thin film,
It is characterized by leaving a certain thickness.
【００１８】この発明の第１１の態様にかかる表面処理
方法は、この発明の第２、第３または第６の態様のいず
れか１つにかかる表面処理方法において、金属薄膜のエ
ッチング工程の反応ガスおよび生成ガスを収拾して、前
記反応ガスおよび生成ガスの赤外吸収スペクトルの測定
を行うことを特徴とする。The surface treatment method according to an eleventh aspect of the present invention is the surface treatment method according to any one of the second, third or sixth aspects of the present invention, wherein the reaction gas in the etching step of the metal thin film is used. And collecting the generated gas and measuring the infrared absorption spectra of the reaction gas and the generated gas.
【００１９】この発明の第１２の態様にかかる表面処理
方法は、この発明の第２、第３または第６の態様のいず
れか１つにかかる表面処理方法において、金属薄膜のエ
ッチング工程の反応ガスおよび生成ガスを収拾して、前
記反応ガスおよび生成ガスの質量分析を行うことを特徴
とする。The surface treatment method according to the twelfth aspect of the present invention is the surface treatment method according to any one of the second, third or sixth aspects of the present invention, wherein the reaction gas in the etching step of the metal thin film is And collecting the generated gas and performing mass spectrometry of the reaction gas and the generated gas.
【００２０】この発明の第１３の態様にかかる表面処理
方法は、この発明の第２、第３または第６の態様のいず
れか１つにかかる表面処理方法において、金属薄膜のエ
ッチング工程で、エッチングした箇所に赤外光を照射
し、反射した前記赤外光の吸収スペクトルを測定するこ
とを特徴とする。A surface treatment method according to a thirteenth aspect of the present invention is the surface treatment method according to any one of the second, third or sixth aspects of the present invention, wherein the etching is performed in the step of etching the metal thin film. It is characterized by irradiating the spots with infrared light and measuring the absorption spectrum of the reflected infrared light.
【００２１】この発明の第１４の態様にかかる表面処理
方法は、この発明の第２、第３または第６の態様のいず
れか１つにかかる表面処理方法において、金属薄膜のエ
ッチング工程でエッチングした箇所に偏光した光を照射
し、該光の反射光の偏光状態の変化を測定することを特
徴とする。A surface treatment method according to a fourteenth aspect of the present invention is the surface treatment method according to any one of the second, third or sixth aspects of the present invention, wherein the etching is performed in the step of etching the metal thin film. It is characterized in that polarized light is radiated to a location and a change in polarization state of reflected light of the light is measured.
【００２２】この発明の第１５の態様にかかる表面処理
方法は、この発明の第１１〜第１４の態様のいずれか１
つにかかる表面処理方法において、金属薄膜のエッチン
グを行うのと同一のチャンバーで前記分析および前記測
定を行うことを特徴とする。A surface treatment method according to a fifteenth aspect of the present invention is any one of the eleventh to fourteenth aspects of the present invention.
In the surface treatment method according to the third aspect, the analysis and the measurement are performed in the same chamber in which the metal thin film is etched.
【００２３】この発明の第１６の態様にかかる表面処理
方法は、この発明の第１、第２、第３または第６の態様
のいずれか１つにかかる表面処理方法において、前記の
すべての工程を、減圧雰囲気下で連結されたチャンバー
内で行うことを特徴とする。The surface treatment method according to the sixteenth aspect of the present invention is the surface treatment method according to any one of the first, second, third or sixth aspects of the present invention, wherein all the above steps are carried out. Is performed in a connected chamber under a reduced pressure atmosphere.
【００２４】この発明の第１７の態様にかかる半導体製
造装置は、この発明の第１、第２、第３または第６の態
様のいずれか１つにかかる表面処理方法で表面処理が施
された半導体基板表面に、前記表面処理において金属薄
膜形成工程と拡散工程とが実施されるチャンバー内で金
属薄膜を形成する金属薄膜形成手段と、前記半導体基板
を加熱する加熱手段とを有するものである。The semiconductor manufacturing apparatus according to the seventeenth aspect of the present invention is surface-treated by the surface treatment method according to any one of the first, second, third or sixth aspects of the present invention. A metal thin film forming means for forming a metal thin film on the surface of the semiconductor substrate in a chamber in which the metal thin film forming step and the diffusion step are carried out in the surface treatment, and a heating means for heating the semiconductor substrate.
【００２５】この発明の第１８の態様にかかる半導体製
造装置は、第１、第２、第３または第６の態様のいずれ
か１つにかかる表面処理方法で表面処理が施された半導
体基板表面に、前記表面処理において金属薄膜形成工程
と拡散工程とが実施されるチャンバーと減圧雰囲気下で
連結された別のチャンバー内で金属薄膜を形成する金属
薄膜形成手段と、前記半導体基板を加熱する加熱手段と
を有するものである。A semiconductor manufacturing apparatus according to an eighteenth aspect of the present invention is a semiconductor substrate surface which is surface-treated by the surface treatment method according to any one of the first, second, third or sixth aspects. A metal thin film forming means for forming a metal thin film in another chamber connected under a reduced pressure atmosphere to a chamber in which the metal thin film forming step and the diffusion step are performed in the surface treatment; and heating for heating the semiconductor substrate. And means.
【００２６】[0026]
【作用】この発明の第１の態様にかかる表面処理方法に
おいては、表面が汚染されている半導体基板上に金属薄
膜が形成され、この半導体基板が加熱され、これにより
半導体基板と金属薄膜の界面に存在する自然酸化膜、金
属不純物、有機不純物等の汚染物が金属薄膜内に拡散さ
せられ、半導体基板と金属薄膜との界面が清浄化され
る。ここで、金属薄膜はそのままコンタクトおよび配線
として使用される。このように、半導体基板と金属薄膜
との界面が清浄化されるので、低抵抗コンタクトが得ら
れる。ここにおいて、金属薄膜の成膜を真空蒸着法、Ｃ
ＶＤ法、スパッタ法等のドライプロセスで行えば、以下
のような作用が生じる。すなわち、第１に微細形状表面
での金属薄膜の形成が可能なため、微細形状の半導体基
板と金属薄膜の界面を清浄化することが可能となる。第
２に、工程中にパーティクル等の汚染物が付着しない。
第３に、乾燥工程を必要としない。第４に、他のドライ
プロセスと減圧雰囲気下の搬送路で連結することが容易
である。In the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, a metal thin film is formed on a semiconductor substrate whose surface is contaminated, and this semiconductor substrate is heated, whereby an interface between the semiconductor substrate and the metal thin film is formed. Contaminants such as natural oxide film, metal impurities, and organic impurities existing in the are diffused in the metal thin film, and the interface between the semiconductor substrate and the metal thin film is cleaned. Here, the metal thin film is used as it is as a contact and a wiring. In this way, the interface between the semiconductor substrate and the metal thin film is cleaned, so that a low resistance contact can be obtained. Here, the metal thin film is formed by vacuum vapor deposition, C
If the dry process such as the VD method or the sputtering method is performed, the following effects occur. That is, first, since the metal thin film can be formed on the finely shaped surface, the interface between the finely shaped semiconductor substrate and the metal thin film can be cleaned. Secondly, contaminants such as particles do not adhere during the process.
Third, no drying step is needed. Fourthly, it is easy to connect to another dry process through a transport path under a reduced pressure atmosphere.
【００２７】この発明の第２の態様にかかる表面処理方
法においては、表面が汚染されている半導体基板上に金
属薄膜が形成され、この半導体基板が加熱され、これに
より半導体基板表面の自然酸化膜、金属不純物、有機不
純物等の汚染物が金属薄膜内に拡散させられる。そし
て、この金属薄膜がエッチングされ、これにより金属薄
膜とともに汚染物が除去される。これらの工程を繰り返
すことにより、半導体基板表面を清浄化することができ
る。ここにおいて、これらの工程を真空蒸着法、ＣＶＤ
法、スパッタ法、ＲＩＥ等のドライプロセスで行えば、
以下のような作用が生じる。すなわち、第１に微細形状
表面において金属薄膜の形成とエッチングとが可能なた
め、微細形状の清浄化が可能となる。第２に、工程中に
パーティクル等の汚染物が付着しない。第３に、乾燥工
程を必要としない。第４に、他のドライプロセスと減圧
雰囲気下の搬送路で連結することが容易である。In the surface treatment method according to the second aspect of the present invention, a metal thin film is formed on a semiconductor substrate whose surface is contaminated, and this semiconductor substrate is heated, whereby a natural oxide film on the surface of the semiconductor substrate. Contaminants such as metal impurities and organic impurities are diffused in the metal thin film. Then, the metal thin film is etched, whereby the contaminants are removed together with the metal thin film. By repeating these steps, the surface of the semiconductor substrate can be cleaned. Here, these steps are performed by vacuum vapor deposition, CVD
Method, sputtering method, dry process such as RIE,
The following actions occur. That is, first, since the metal thin film can be formed and etched on the surface of the fine shape, the fine shape can be cleaned. Secondly, contaminants such as particles do not adhere during the process. Third, no drying step is needed. Fourthly, it is easy to connect to another dry process through a transport path under a reduced pressure atmosphere.
【００２８】この発明の第３の態様にかかる表面処理方
法においては、まず表面が汚染されている半導体基板上
にシリコン酸化膜が形成される。ここで、このシリコン
酸化膜には自然酸化膜、金属不純物、有機不純物等の汚
染物の酸化物が含まれる。そして、この後酸化膜表面に
金属薄膜が形成され、この半導体基板が加熱され、これ
により汚染物を含んだシリコン酸化膜が金属薄膜内に拡
散させられる。この後、金属薄膜がエッチングされ、こ
れにより金属薄膜とともに汚染物を含んだシリコン酸化
膜が除去される。これらの工程を繰り返すことにより、
半導体基板表面が清浄化される。ここにおいて、これら
の工程を真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＲＩＥ等
のドライプロセスで行えば、以下のような作用が生じ
る。すなわち、第１に微細形状表面でのシリコン酸化膜
の形成と金属薄膜の形成とエッチングとが可能なため、
微細形状の清浄化が可能となる。第２に、工程中にパー
ティクル等の汚染物が付着しない。第３に、乾燥工程を
必要としない。第４に、他のドライプロセスと減圧雰囲
気下の搬送路で連結することが容易である。In the surface treatment method according to the third aspect of the present invention, first, a silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate whose surface is contaminated. Here, the silicon oxide film includes an oxide of contaminants such as a natural oxide film, metal impurities, and organic impurities. Then, after this, a metal thin film is formed on the surface of the oxide film, and this semiconductor substrate is heated, whereby the silicon oxide film containing contaminants is diffused into the metal thin film. After that, the metal thin film is etched, whereby the silicon oxide film containing contaminants is removed together with the metal thin film. By repeating these steps,
The surface of the semiconductor substrate is cleaned. If these steps are performed by a vacuum evaporation method, a CVD method, a sputtering method, a dry process such as RIE, the following effects will occur. That is, firstly, the formation of a silicon oxide film, the formation of a metal thin film and the etching on the finely shaped surface are possible,
It is possible to clean fine shapes. Secondly, contaminants such as particles do not adhere during the process. Third, no drying step is needed. Fourthly, it is easy to connect to another dry process through a transport path under a reduced pressure atmosphere.
【００２９】この発明の第４の態様にかかる表面処理方
法においては、この発明の第３の態様にかかる表面処理
におけるシリコン酸化膜の厚さが３nm以下に成膜され、
これによりシリコン酸化膜が金属薄膜内を拡散する効率
が良くなりスループットが向上する。In the surface treatment method according to the fourth aspect of the present invention, the thickness of the silicon oxide film in the surface treatment according to the third aspect of the present invention is 3 nm or less,
This improves the efficiency with which the silicon oxide film diffuses in the metal thin film and improves the throughput.
【００３０】この発明の第５の態様にかかる表面処理方
法においては、この発明の第３の態様にかかる表面処理
におけるシリコン酸化膜を形成するのに用いられる酸化
性ガスに、オゾンとＯ2プラズマのうちの少なくとも一
方が含まれ、これにより半導体基板の加熱温度が低温化
され、シリコン酸化膜の形成前に有機汚染物が除去され
る。In the surface treatment method according to the fifth aspect of the present invention, ozone and O 2 plasma are used as the oxidizing gas used to form the silicon oxide film in the surface treatment according to the third aspect of the present invention. At least one of them is included, which lowers the heating temperature of the semiconductor substrate and removes organic contaminants before the formation of the silicon oxide film.
【００３１】この発明の第６の態様にかかる表面処理方
法においては、半導体基板表面のシリコン酸化膜が一定
厚さを残してドライエッチングされ、この残されたシリ
コン酸化膜表面に金属薄膜が形成され、この半導体基板
が加熱され、これにより残されたシリコン酸化膜が金属
薄膜内に拡散させられる。この後、シリコン酸化膜を含
んだ金属薄膜がエッチングされ、シリコン酸化膜が除去
される。金属薄膜の形成、シリコン酸化膜の拡散および
金属薄膜のエッチングの各工程を繰り返すことにより、
汚染物およびエッチングダメージを残さずに半導体基板
表面が清浄化され、シリコン酸化膜のエッチングが完了
する。ここにおいて、これらの工程を真空蒸着法、ＣＶ
Ｄ法、スパッタ法、ＲＩＥ等のドライプロセスで行え
ば、以下のような作用が生じる。すなわち、第１に微細
形状表面での金属薄膜の形成とエッチングとが可能なた
め、微細形状の形成と清浄化とが可能となる。第２に、
工程中にパーティクル等の汚染物が付着することがな
い。第３に、乾燥工程を必要としない。第４に、他のド
ライプロセスと減圧雰囲気下の搬送路で連結することが
容易である。In the surface treatment method according to the sixth aspect of the present invention, the silicon oxide film on the surface of the semiconductor substrate is dry-etched with a certain thickness left, and a metal thin film is formed on the remaining surface of the silicon oxide film. The semiconductor substrate is heated, and the silicon oxide film left by this is diffused into the metal thin film. Then, the metal thin film containing the silicon oxide film is etched to remove the silicon oxide film. By repeating the steps of forming the metal thin film, diffusing the silicon oxide film and etching the metal thin film,
The surface of the semiconductor substrate is cleaned without leaving contaminants and etching damage, and etching of the silicon oxide film is completed. Here, these steps are performed by vacuum vapor deposition, CV
If a dry process such as the D method, the sputtering method, or the RIE is performed, the following effects occur. That is, first, since the metal thin film can be formed and etched on the surface of the fine shape, it is possible to form and clean the fine shape. Second,
No contaminants such as particles adhere during the process. Third, no drying step is needed. Fourthly, it is easy to connect to another dry process through a transport path under a reduced pressure atmosphere.
【００３２】この発明の第７の態様にかかる表面処理方
法においては、この発明の第６の態様にかかる表面処理
においてドライエッチングで残されるシリコン酸化膜の
厚さが３nm以下の厚さとされ、これによりシリコン酸化
膜が金属薄膜内を拡散する効率が良くなりスループット
が向上する。In the surface treatment method according to the seventh aspect of the present invention, the thickness of the silicon oxide film left by dry etching in the surface treatment according to the sixth aspect of the present invention is 3 nm or less. As a result, the efficiency with which the silicon oxide film diffuses in the metal thin film is improved, and the throughput is improved.
【００３３】この発明の第８の態様にかかる表面処理方
法においては、この発明の第１、第２、第３または第６
の態様のいずれか１つにかかる表面処理における金属薄
膜の材料が、シリコン酸化膜の還元性を持つＴi、Ｚr、
ＨfあるいはＡlとされるので、シリコン酸化膜が金属薄
膜内に拡散する効率が良くなる。In the surface treatment method according to the eighth aspect of the present invention, there is provided the first, second, third or sixth aspect of the present invention.
The material of the metal thin film in the surface treatment according to any one of the above aspects is Ti, Zr, which has a reducing property of a silicon oxide film,
Since it is Hf or Al, the efficiency of diffusion of the silicon oxide film into the metal thin film is improved.
【００３４】この発明の第９の態様にかかる表面処理方
法においては、この発明の第１、第２、第３または第６
の態様のいずれか１つにかかる表面処理における半導体
基板の加熱が光照射により行われる。この場合、照射部
分の面積および位置を任意に変えて、この光照射部のみ
に拡散反応を生じさせることにより、局所的かつ選択的
な清浄化を行うことができる。In the surface treatment method according to the ninth aspect of the present invention, there is provided the first, second, third or sixth aspect of the present invention.
The heating of the semiconductor substrate in the surface treatment according to any one of the above aspects is performed by light irradiation. In this case, the area and position of the irradiated portion are arbitrarily changed to cause a diffusion reaction only in the light irradiated portion, so that local and selective cleaning can be performed.
【００３５】この発明の第１０の態様にかかる表面処理
方法においては、この発明の第２、第３または第６の態
様のいずれか１つにかかる表面処理における金属薄膜の
エッチングで該金属薄膜が一定厚さ残され、このため半
導体基板にエッチングダメージが残らない。残された金
属薄膜はコンタクトおよび配線に用いられる。In the surface treatment method according to the tenth aspect of the present invention, the metal thin film is formed by etching the metal thin film in the surface treatment according to any one of the second, third and sixth aspects of the present invention. A certain thickness is left, so that no etching damage remains on the semiconductor substrate. The remaining metal thin film is used for contacts and wiring.
【００３６】この発明の第１１の態様にかかる表面処理
方法においては、この発明の第２、第３または第６の態
様のいずれか１つにかかる表面処理における金属薄膜の
エッチング工程で、反応ガスおよび生成ガスが収拾さ
れ、その赤外吸収のスペクトルが測定され、シリコン酸
化膜および汚染物の除去状態が検知される。In the surface treatment method according to the eleventh aspect of the present invention, in the step of etching the metal thin film in the surface treatment according to any one of the second, third and sixth aspects of the present invention, a reaction gas is used. And the generated gas is collected, its infrared absorption spectrum is measured, and the removal state of the silicon oxide film and contaminants is detected.
【００３７】この発明の第１２の態様にかかる表面処理
方法においては、この発明の第２、第３または第６の態
様のいずれか１つにかかる表面処理における金属薄膜の
エッチング工程で、反応ガスおよび生成ガスが収拾さ
れ、その質量分析が行われてシリコン酸化膜および汚染
物の除去状態が検知される。In the surface treatment method according to the twelfth aspect of the present invention, a reaction gas is used in the step of etching the metal thin film in the surface treatment according to any one of the second, third and sixth aspects of the present invention. And the generated gas is collected and its mass analysis is performed to detect the removal state of the silicon oxide film and the contaminants.
【００３８】この発明の第１３の態様にかかる表面処理
方法においては、この発明の第２、第３または第６の態
様のいずれか１つにかかる表面処理において金属薄膜の
エッチングが行われた部分に赤外光が照射され、その反
射光の吸収スペクトルが測定され、これにより半導体基
板表面のシリコン酸化膜および汚染物の除去状態が検知
される。In the surface treatment method according to the thirteenth aspect of the present invention, the portion where the metal thin film is etched in the surface treatment according to any one of the second, third and sixth aspects of the present invention. Infrared light is irradiated on the surface of the semiconductor substrate, the absorption spectrum of the reflected light is measured, and the removal state of the silicon oxide film and the contaminants on the surface of the semiconductor substrate is detected.
【００３９】この発明の第１４の態様にかかる表面処理
方法においては、この発明の第２、第３または第６の態
様のいずれか１つにかかる表面処理において金属薄膜の
エッチングが行われた部分に偏光した光が照射され、そ
の反射光の偏光状態の変化からシリコン酸化膜の厚さが
測定され、シリコン酸化膜の除去状態が検知される。In the surface treatment method according to the fourteenth aspect of the present invention, the portion where the metal thin film is etched in the surface treatment according to any one of the second, third and sixth aspects of the present invention. Is irradiated with polarized light, the thickness of the silicon oxide film is measured from the change in the polarization state of the reflected light, and the removal state of the silicon oxide film is detected.
【００４０】この発明の第１５の態様にかかる表面処理
方法においては、この発明の第１１〜第１４の態様のい
ずれか１つにかかる表面処理における分析または測定を
行う手段が、金属薄膜のエッチングが行われるチャンバ
ー内に配置され、これによりエッチング工程中にシリコ
ン酸化膜および汚染物の除去状態が検知される。また、
装置が小型化され、そのコストが低減される。In the surface treatment method according to the fifteenth aspect of the present invention, the means for performing analysis or measurement in the surface treatment according to any one of the eleventh to fourteenth aspects of the present invention comprises etching a metal thin film. Is placed in the chamber where the removal of the silicon oxide film and contaminants is detected during the etching process. Also,
The device is miniaturized and its cost is reduced.
【００４１】この発明の第１６の態様にかかる表面処理
方法においては、この発明の第１、第２、第３または第
６の態様のいずれか１つにかかる表面処理における全工
程が、減圧雰囲気下で連結されたチャンバー内で行われ
ので、半導体基板の搬送時に該半導体基板が大気に晒さ
れず大気からの汚染を受けない。In the surface treatment method according to the sixteenth aspect of the present invention, all the steps in the surface treatment according to any one of the first, second, third or sixth aspects of the present invention are performed under a reduced pressure atmosphere. Since it is performed in the chamber connected below, the semiconductor substrate is not exposed to the atmosphere during the transportation of the semiconductor substrate and is not contaminated from the atmosphere.
【００４２】この発明の第１７の態様にかかる半導体製
造装置においては、この発明の第１、第２、第３または
第６の態様のいずれか１つにかかる表面処理によって清
浄化された半導体基板表面に高融点金属のＴi、Ｚr、Ｈ
f、Ｗ、Ｍo、Ｃr、Ｖ、Ｎb、Ｔaが成膜され、半導体基
板が加熱されてシリサイドが形成される。この場合、金
属と半導体基板との界面に汚染物が存在しないので、低
オーミックコンタクトが形成され、低抵抗率の電極およ
び配線が形成される。In the semiconductor manufacturing apparatus according to the seventeenth aspect of the present invention, a semiconductor substrate cleaned by the surface treatment according to any one of the first, second, third or sixth aspects of the present invention. Ti, Zr, H of refractory metal on the surface
F, W, Mo, Cr, V, Nb, and Ta are deposited, and the semiconductor substrate is heated to form silicide. In this case, since there is no contaminant at the interface between the metal and the semiconductor substrate, a low ohmic contact is formed and an electrode and wiring having a low resistivity are formed.
【００４３】この発明の第１８の態様にかかる半導体製
造装置においては、この発明の第１、第２、第３または
第６の態様のいずれか１つにかかる表面処理によって清
浄化された半導体基板表面に高融点金属のＴi、Ｚr、Ｈ
f、Ｗ、Ｍo、Ｃr、Ｖ、Ｎb、Ｔaが成膜され、半導体基
板が加熱されてシリサイドが形成される。この場合、金
属と半導体基板との界面に汚染物が存在しないので、低
オーミックコンタクトが形成され、低抵抗率の電極およ
び配線が形成される。In the semiconductor manufacturing apparatus according to the eighteenth aspect of the present invention, a semiconductor substrate cleaned by the surface treatment according to any one of the first, second, third or sixth aspects of the present invention. Ti, Zr, H of refractory metal on the surface
F, W, Mo, Cr, V, Nb, and Ta are deposited, and the semiconductor substrate is heated to form silicide. In this case, since there is no contaminant at the interface between the metal and the semiconductor substrate, a low ohmic contact is formed and an electrode and wiring having a low resistivity are formed.
【００４４】[0044]
【実施例】以下、この発明の実施例を添付の図に基づい
て具体的に説明する。 ＜第１実施例＞図１は、この発明にかかる表面処理方法
の一実施例を示す図である。図１(a)は、ドライエッチ
ングによってコンタクトホールを開孔した後の断面図で
ある。ここで、７はＳi基板であり、８はシリコン酸化
膜であり、９はコンタクトホール底の汚染物である。ド
ライエッチング後のコンタクトホール底には、ポリマー
層、サブオキサイド・リッチな酸化膜、ダメージ層等か
らなる汚染物９があり、これがコンタクト抵抗増大の原
因となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. <First Embodiment> FIG. 1 is a view showing an embodiment of a surface treatment method according to the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view after forming a contact hole by dry etching. Here, 7 is a Si substrate, 8 is a silicon oxide film, and 9 is a contaminant on the bottom of the contact hole. At the bottom of the contact hole after dry etching, there is a contaminant 9 composed of a polymer layer, a suboxide-rich oxide film, a damaged layer, etc., which causes an increase in contact resistance.
【００４５】図１(b)において、１０はＳi基板７表面に
スパッタ法で形成されたシリコン酸化膜還元性を持つＴ
i薄膜であり、１１はヒーター加熱である。ここで、ヒ
ーター加熱１１により半導体基板が８００℃前後に加熱
され、汚染物９がＴi薄膜１０内に拡散させられる。In FIG. 1 (b), 10 is a silicon oxide film reducing T formed on the surface of the Si substrate 7 by the sputtering method.
i is a thin film, and 11 is heating by a heater. Here, the semiconductor substrate is heated to around 800 ° C. by the heater heating 11, and the contaminants 9 are diffused in the Ti thin film 10.
【００４６】図１(c)に示すように、この後汚染物９が
すべてＴi薄膜１０に拡散させられ、Ｓi基板７とＴi薄
膜１０との界面が清浄化された後、Ｔi薄膜１０を用い
てコンタクトが形成される。以上のように、第１実施例
によれば、全てをドライプロセスで行うので、工程中に
パーティクル等の汚染物を付着させずに、また乾燥工程
を必要とせずに微細形状の半導体と金属との界面を清浄
化することができる。また、金属薄膜をそのままコンタ
クトの形成に利用できるので、低抵抗コンタクトが得ら
れ、洗浄工程を省略することができる。As shown in FIG. 1C, after this, all the contaminants 9 are diffused into the Ti thin film 10 to clean the interface between the Si substrate 7 and the Ti thin film 10, and then the Ti thin film 10 is used. Contacts are formed. As described above, according to the first embodiment, since everything is performed by the dry process, a semiconductor and a metal having a fine shape can be formed without adhering contaminants such as particles during the process and without requiring a drying process. The interface can be cleaned. Further, since the metal thin film can be used as it is for forming the contact, a low resistance contact can be obtained and the cleaning process can be omitted.
【００４７】＜第２実施例＞図２は、この発明にかかる
表面処理方法の一実施例を示す図である。図２(a)は、
Ｓi基板７上のシリコン酸化膜８をドライエッチングし
て形成したコンタクトホールの断面である。<Second Embodiment> FIG. 2 is a view showing an embodiment of the surface treatment method according to the present invention. Figure 2 (a) shows
3 is a cross section of a contact hole formed by dry etching the silicon oxide film 8 on the Si substrate 7.
【００４８】図２(b)において、１２はＳi基板７表面に
真空蒸着法で形成されたシリコン酸化膜還元性を持つＺ
r薄膜である。ここで、ヒーター加熱１１により半導体
基板が８００℃前後に加熱され、汚染物９がＺr薄膜１
２内に拡散させられる。In FIG. 2 (b), reference numeral 12 is a Z having a silicon oxide film reducing property formed on the surface of the Si substrate 7 by the vacuum deposition method.
r It is a thin film. Here, the semiconductor substrate is heated to around 800 ° C. by the heater heating 11, and the contaminants 9 become the Zr thin film 1
2 diffused into.
【００４９】図２(c)に示すように、汚染物を含むＺr薄
膜１２がドライエッチングで除去され、これにより汚染
物も一緒に除去され、コンタクトホール底面が清浄化さ
れる。以上のように、第２実施例によれば、全てをドラ
イプロセスで行うので、工程中にパーティクル等の汚染
物を付着させずに、また乾燥工程を必要とせずに微細形
状を清浄化することができる。As shown in FIG. 2 (c), the Zr thin film 12 containing contaminants is removed by dry etching, whereby the contaminants are also removed and the bottom surface of the contact hole is cleaned. As described above, according to the second embodiment, since everything is performed by the dry process, it is possible to clean the fine shape without attaching contaminants such as particles during the process and without requiring the drying process. You can
【００５０】＜第３実施例＞図３は、この発明にかかる
表面処理法の一実施例を示す図である。図３(a)はＳi基
板７上のシリコン酸化膜８をドライエッチングして形成
したコンタクトホールの断面である。<Third Embodiment> FIG. 3 is a view showing an embodiment of the surface treatment method according to the present invention. FIG. 3A is a cross section of a contact hole formed by dry etching the silicon oxide film 8 on the Si substrate 7.
【００５１】図３(b)において、１３はシリコン酸化膜
であり、ＣＶＤ法で、ヒーター加熱１１でＳi基板７を
６００〜９００℃に加熱することにより形成される。こ
のとき、汚染物９はシリコン酸化膜１３中に含まれる。In FIG. 3B, 13 is a silicon oxide film, which is formed by heating the Si substrate 7 to 600 to 900 ° C. by the heater heating 11 by the CVD method. At this time, the contaminant 9 is contained in the silicon oxide film 13.
【００５２】図３(c)において、１４はシリコン酸化膜
還元性を持つＡl薄膜であり、シリコン酸化膜１３表面
に真空蒸着法で形成される。ヒーター加熱１１でＳi基
板７が８００℃前後に加熱され、汚染物９を含むシリコ
ン酸化膜１３がＡl薄膜１４内に拡散させられる。In FIG. 3C, 14 is an Al thin film having a silicon oxide film reducing property, which is formed on the surface of the silicon oxide film 13 by a vacuum deposition method. The Si substrate 7 is heated to around 800 ° C. by the heater heating 11, and the silicon oxide film 13 containing the contaminant 9 is diffused in the Al thin film 14.
【００５３】図３(d)に示すように、この後シリコン酸
化膜１３を含むＡl薄膜１４がドライエッチングで除去
され、これにより汚染物９も一緒に除去される。シリコ
ン酸化膜１３が全て除去されるまで、図３(c)、(d)の工
程が繰り返され、コンタクトホール底面が清浄化され
る。以上のように、第３実施例によれば、シリコン酸化
膜１３に汚染物９が含まれているので、シリコン酸化膜
還元性を持つＡl薄膜１４に汚染物９が効率良く拡散さ
れる。これらの工程をドライプロセスで行うので、工程
中にパーティクル等の汚染物を付着させずに、また乾燥
工程を必要とせずに微細形状の清浄化を効率良く行うこ
とができる。As shown in FIG. 3D, thereafter, the Al thin film 14 including the silicon oxide film 13 is removed by dry etching, whereby the contaminant 9 is also removed. The steps of FIGS. 3C and 3D are repeated until the silicon oxide film 13 is completely removed, and the bottom surface of the contact hole is cleaned. As described above, according to the third embodiment, the contaminant 9 is contained in the silicon oxide film 13, so that the contaminant 9 is efficiently diffused into the Al thin film 14 having the silicon oxide film reducing property. Since these steps are performed by a dry process, it is possible to efficiently perform cleaning of fine shapes without adhering contaminants such as particles during the steps and without requiring a drying step.
【００５４】＜第４実施例＞前記の第３実施例におい
て、図３(b)で形成されるシリコン酸化膜１３の厚さを
３nm以下にするのが好ましい。この場合、図３(c)、(d)
の工程を繰り返す必要がなくなるので、スループットが
向上する。<Fourth Embodiment> In the third embodiment, it is preferable that the thickness of the silicon oxide film 13 formed in FIG. 3B is 3 nm or less. In this case, Fig. 3 (c), (d)
Since it is not necessary to repeat the above process, the throughput is improved.
【００５５】＜第５実施例＞前記の第３実施例におい
て、ＣＶＤ法でシリコン酸化膜１３を形成する代わり
に、減圧雰囲気下でＳi基板７をオゾンガスとＯ2プラズ
マのうちの少なくとも１つを含む酸化性ガスに晒し、ヒ
ーター加熱１１により７００℃前後にＳi基板７を加熱
してシリコン酸化膜１３を形成してもよい。この場合、
シリコン酸化膜１３形成前に、オゾンガスまたはＯ2プ
ラズマにより、汚染物９内のポリマー層等の有機汚染物
が除去される。また、酸化時のＳi基板７の加熱を低温
化することができる。<Fifth Embodiment> In the third embodiment, instead of forming the silicon oxide film 13 by the CVD method, the Si substrate 7 is exposed to at least one of ozone gas and O 2 plasma under a reduced pressure atmosphere. The silicon oxide film 13 may be formed by exposing the Si substrate 7 to about 700 ° C. by heating with a heater 11 by exposing it to an oxidizing gas containing it. in this case,
Before the silicon oxide film 13 is formed, ozone gas or O 2 plasma removes organic contaminants such as a polymer layer in the contaminant 9. Further, the heating of the Si substrate 7 at the time of oxidation can be lowered.
【００５６】＜第６実施例＞図４は、この発明にかかる
表面処理方法の一実施例を示す図である。図４(a)は、
シリコン酸化膜８が形成されているＳi基板７の断面図
である。<Sixth Embodiment> FIG. 4 is a view showing an embodiment of the surface treatment method according to the present invention. Figure 4 (a) shows
4 is a cross-sectional view of the Si substrate 7 on which the silicon oxide film 8 is formed.
【００５７】図４(b)に示すように、シリコン酸化膜８
がドライエッチングされ、コンタクトホールが形成され
る。このとき、コンタクトホール底には一定厚さのシリ
コン酸化膜８が残され、コンタクトホールは完全には開
孔しない。As shown in FIG. 4B, the silicon oxide film 8
Are dry-etched to form contact holes. At this time, the silicon oxide film 8 having a constant thickness is left on the bottom of the contact hole, and the contact hole is not completely opened.
【００５８】図４(c)に示すように、シリコン酸化膜８
表面に、Ａl薄膜１４が真空蒸着法で形成される。ヒー
ター加熱１１でコンタクトホール底に残ったシリコン酸
化膜８が８００℃前後に加熱されてＡl薄膜１４内に拡
散させられる。As shown in FIG. 4C, the silicon oxide film 8
An Al thin film 14 is formed on the surface by a vacuum evaporation method. The silicon oxide film 8 remaining on the bottom of the contact hole is heated to about 800 ° C. by the heater heating 11 and diffused in the Al thin film 14.
【００５９】図４(d)に示すように、コンタクトホール
底に残ったシリコン酸化膜８が拡散させられたＡl薄膜
１４がドライエッチングで除去される。残ったシリコン
酸化膜８が全て拡散させられるまで、図４(c)、(d)の工
程が繰り返され、コンタクトホールが開孔する。以上の
ように、第６実施例によれば、シリコン酸化膜８がドラ
イエッチングされてコンタクトホールが開孔したときに
は、ポリマー層、サブオキサイド・リッチな酸化膜、ダ
メージ層等の汚染物９が完全に除去されており、したが
って清浄なコンタクトホール底を有するコンタクトホー
ルが形成される。As shown in FIG. 4D, the Al thin film 14 in which the silicon oxide film 8 remaining at the bottom of the contact hole is diffused is removed by dry etching. The steps of FIGS. 4C and 4D are repeated until all the remaining silicon oxide film 8 is diffused, and contact holes are opened. As described above, according to the sixth embodiment, when the silicon oxide film 8 is dry-etched to open the contact hole, the contaminants 9 such as the polymer layer, the suboxide-rich oxide film, and the damage layer are completely removed. A contact hole which has been removed and thus has a clean contact hole bottom.
【００６０】＜第７実施例＞第６実施例において、エッ
チングで残されるシリコン酸化膜８の厚さを３nm以下に
するのが好ましい。この場合、図４(c)、(d)の工程を繰
り返す必要がなくなるのでスループットが向上する。<Seventh Embodiment> In the sixth embodiment, the thickness of the silicon oxide film 8 left by etching is preferably 3 nm or less. In this case, since it is not necessary to repeat the steps of FIGS. 4C and 4D, the throughput is improved.
【００６１】＜第８実施例＞第１、第２、第３または第
６実施例においては、金属薄膜をＴiとＺrとＨfとＡlの
うちの少なくとも１つを用いて形成するのが好ましい。
これらの材料はシリコン酸化膜還元性を有するので自然
酸化膜およびシリコン酸化膜が効率良く膜内に拡散す
る。<Eighth Embodiment> In the first, second, third or sixth embodiment, it is preferable to form the metal thin film by using at least one of Ti, Zr, Hf and Al.
Since these materials have a silicon oxide film reducing property, the natural oxide film and the silicon oxide film diffuse efficiently into the film.
【００６２】＜第９実施例＞第１、第２、第３または第
６実施例において、汚染物９を加熱して金属薄膜内に拡
散させる手段には光照射を用いるのが好ましい。この場
合、任意の微小領域に拡散反応を起こさせることがで
き、局所的かつ選択的な清浄化を行うことができる。図
５は、この発明にかかる表面処理方法の一実施例を示す
図である。図５において、１５はエキシマレーザ光であ
り、１６は局所的にエキシマレーザ光を照射するための
フォトマスクである。フォトマスク１６を用いてエキシ
マレーザ光がコンタクトホール底に照射され、汚染物９
が８００℃前後に加熱されて、Ｚr薄膜１２内に拡散さ
せられる。コンタクトホール底の汚染物９だけに拡散反
応が生じるので、コンタクトホールの形状を変化させず
にコンタクトホール底を清浄化することができる。<Ninth Embodiment> In the first, second, third or sixth embodiment, light irradiation is preferably used as a means for heating the contaminants 9 to diffuse them into the metal thin film. In this case, a diffusion reaction can be caused to occur in an arbitrary minute region, and local and selective cleaning can be performed. FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the surface treatment method according to the present invention. In FIG. 5, 15 is an excimer laser beam, and 16 is a photomask for locally irradiating the excimer laser beam. Excimer laser light is radiated to the bottom of the contact hole using the photomask 16 to remove contaminants 9
Is heated to around 800 ° C. and diffused in the Zr thin film 12. Since the diffusion reaction occurs only in the contaminant 9 at the bottom of the contact hole, the bottom of the contact hole can be cleaned without changing the shape of the contact hole.
【００６３】＜第１０実施例＞第２、第３または第６実
施例で、金属薄膜をエッチングする際に、金属薄膜を全
ては除去せずに一定厚さ残すようにするのが好ましい。
この場合、残された金属薄膜でコンタクトを形成するこ
とができる。また、エッチングダメージが残らず、低抵
抗コンタクトが得られる。<Tenth Embodiment> In the second, third or sixth embodiment, when the metal thin film is etched, it is preferable not to remove all the metal thin film but leave a constant thickness.
In this case, the contact can be formed with the remaining metal thin film. In addition, etching resistance is not left and a low resistance contact can be obtained.
【００６４】＜第１１実施例＞図６は、この発明にかか
る表面処理方法の一実施例を示す図である。図６におい
て、１７は半導体基板であり、１８は第２、第３または
第６実施例における金属薄膜のエッチングを行うエッチ
ングチャンバーであり、１９は赤外光の光源であり、２
０は干渉計であり、２１は検知器であり、２２aおよび
２２bは覗窓である。ここで、光源１９からの赤外光が
干渉計２０で変調させられて、エッチングチャンバー１
８内の反応ガスおよび生成ガスを透過させられる。そし
て、透過光の赤外吸収スペクトルが検知器２１で測定さ
れ、シリコン酸化膜および汚染物の除去状態が調べられ
る。このように、第１１実施例によれば、エッチング工
程中にシリコン酸化膜および汚染物の除去状態を検知す
ることができる。<Eleventh Embodiment> FIG. 6 is a view showing an embodiment of the surface treatment method according to the present invention. In FIG. 6, 17 is a semiconductor substrate, 18 is an etching chamber for etching the metal thin film in the second, third or sixth embodiment, 19 is a light source of infrared light, 2
0 is an interferometer, 21 is a detector, and 22a and 22b are viewing windows. Here, the infrared light from the light source 19 is modulated by the interferometer 20, and the etching chamber 1
The reaction gas and the product gas in 8 can be permeated. Then, the infrared absorption spectrum of the transmitted light is measured by the detector 21 to check the removal state of the silicon oxide film and the contaminants. As described above, according to the eleventh embodiment, it is possible to detect the removal state of the silicon oxide film and the contaminants during the etching process.
【００６５】＜第１２実施例＞図６において、赤外吸収
スペクトルを測定する代わりに、反応ガスおよび生成ガ
スの質量分析を行って、シリコン酸化膜および汚染物の
除去状態を調べるようにしてもよい。<Twelfth Embodiment> In FIG. 6, instead of measuring the infrared absorption spectrum, the reaction gas and the produced gas may be subjected to mass spectrometry to examine the removal state of the silicon oxide film and the contaminants. Good.
【００６６】＜第１３実施例＞図７は、この発明にかか
る表面処理方法の一実施例を示す図である。図７に示す
ように、この第１３実施例では、第２、第３または第６
実施例における金属薄膜のエッチングが行われるエッチ
ングチャンバー１８内の半導体基板１７のエッチングが
行われた箇所に、光源１９からの赤外光が干渉計２０で
変調させられて入射角８０°前後で照射され、そして反
射させられる。そして、反射光の赤外吸収スペクトルが
検知器２１で測定され、シリコン酸化膜および汚染物の
除去状態が調べられる。<Thirteenth Embodiment> FIG. 7 is a view showing an embodiment of the surface treatment method according to the present invention. As shown in FIG. 7, in the thirteenth embodiment, the second, third or sixth
Infrared light from the light source 19 is modulated by the interferometer 20 and irradiated at an incident angle of about 80 ° at a position where the semiconductor substrate 17 is etched in the etching chamber 18 where the metal thin film is etched in the embodiment. And then reflected. Then, the infrared absorption spectrum of the reflected light is measured by the detector 21, and the removal state of the silicon oxide film and the contaminants is examined.
【００６７】＜第１４実施例＞図８は、この発明にかか
る表面処理法の一実施例を示す図である。図８におい
て、２３はＨe−Ｎeレーザであり、２４は偏光子であ
り、２５は検光子であり、２６は光検出器である。この
第１４実施例では、第２、第３または第６実施例におけ
る金属薄膜のエッチングが行われるエッチングチャンバ
ー１８内の半導体基板１７のエッチングが行われた箇所
に、偏光子２４を通って直線偏光となったＨe−Ｎeレー
ザ光が入射角７０°前後で照射される。そして、反射し
て楕円偏光となって検光子２５を通ったＨe−Ｎeレーザ
光の強度が光検出器２６で測定され、偏光状態の変化か
らシリコン酸化膜の厚さが測定され、シリコン酸化膜の
除去状態が検知される。<Fourteenth Embodiment> FIG. 8 is a view showing an embodiment of the surface treatment method according to the present invention. In FIG. 8, 23 is a He-Ne laser, 24 is a polarizer, 25 is an analyzer, and 26 is a photodetector. In the fourteenth embodiment, a linearly polarized light is passed through the polarizer 24 to a location where the semiconductor substrate 17 is etched in the etching chamber 18 where the metal thin film is etched in the second, third or sixth embodiment. The He-Ne laser light is emitted at an incident angle of about 70 °. Then, the intensity of the He—Ne laser light that has been reflected to become elliptically polarized light and passed through the analyzer 25 is measured by the photodetector 26, and the thickness of the silicon oxide film is measured from the change in the polarization state. The removal state of is detected.
【００６８】＜第１５実施例＞第１１〜第１４実施例に
おける金属薄膜のエッチングが行われるチャンバー内
に、シリコン薄膜および汚染物の除去状態を検知する手
段を設けるのが好ましい。この場合、測定用のチャンバ
ーを必要とせず、装置の小型化、コストの低減が可能で
ある。<Fifteenth Embodiment> It is preferable to provide a means for detecting the removal state of the silicon thin film and contaminants in the chamber in which the etching of the metal thin films in the eleventh to fourteenth embodiments is performed. In this case, the chamber for measurement is not required, and the device can be downsized and the cost can be reduced.
【００６９】＜第１６実施例＞図９は、この発明にかか
る半導体製造装置の一実施例を示す図である。図９にお
いて、２７は導入チャンバーであって、ここから半導体
基板が導入される。そして、２８はシリコン酸化膜形成
チャンバーであり、２９はシリコン酸化膜エッチングチ
ャンバーであり、３０は金属薄膜形成チャンバーであ
り、３１は金属薄膜エッチングチャンバーであり、３２
は汚染物評価チャンバーである。また、３３は搬送路で
あって、各チャンバーを減圧雰囲気下で結ぶ。この第１
６実施例においては、第１、第２、第３、第６実施例に
おける表面処理の各工程が２７〜３２のチャンバーで行
われ、コンタクトホール底の清浄化およびコンタクトの
形成が行われる。以上のように、この第１６実施例によ
れば、半導体基板が大気に晒されないので大気からの汚
染を受けず、低抵抗コンタクトが形成される。<Sixteenth Embodiment> FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention. In FIG. 9, reference numeral 27 denotes an introduction chamber, from which a semiconductor substrate is introduced. Further, 28 is a silicon oxide film forming chamber, 29 is a silicon oxide film etching chamber, 30 is a metal thin film forming chamber, 31 is a metal thin film etching chamber, and 32.
Is the contaminant assessment chamber. Further, 33 is a conveyance path, which connects each chamber under a reduced pressure atmosphere. This first
In the sixth embodiment, the surface treatment steps in the first, second, third, and sixth embodiments are performed in chambers 27 to 32 to clean the bottoms of the contact holes and form contacts. As described above, according to the sixteenth embodiment, since the semiconductor substrate is not exposed to the air, the low resistance contact is formed without being contaminated by the air.
【００７０】＜第１７実施例＞図１０は、この発明にか
かる半導体製造装置の一実施例を示す図である。図１０
において、３４はコンタクト形成工程を行うコンタクト
形成チャンバーである。第１、第２、第３、第６実施例
における各工程を行うチャンバー２７〜３２と、コンタ
クト形成チャンバー３４とは、搬送路３３により減圧雰
囲気下で連結されている。半導体基板は、２７〜３２の
チャンバーでコンタクトホール底が清浄化された後、コ
ンタクト形成チャンバー３４内でコンタクトが形成され
る。以上のように、第１７実施例によれば、半導体基板
が大気に晒されないため、コンタクトホール底が清浄な
状態においてコンタクトが形成され、低抵抗コンタクト
が得られる。<17th Embodiment> FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention. Figure 10
In the above, reference numeral 34 is a contact forming chamber for performing the contact forming step. The chambers 27 to 32 for performing the respective steps in the first, second, third, and sixth embodiments and the contact forming chamber 34 are connected by a transport path 33 under a reduced pressure atmosphere. After the bottom of the contact hole of the semiconductor substrate is cleaned in chambers 27 to 32, contacts are formed in the contact formation chamber 34. As described above, according to the seventeenth embodiment, since the semiconductor substrate is not exposed to the atmosphere, the contact is formed in the state where the bottom of the contact hole is clean, and the low resistance contact can be obtained.
【００７１】以上が本発明の実施例についての説明であ
るが、本発明は微細形状の洗浄と低抵抗コンタクトの形
成以外の半導体プロセスにも適用が可能である。例え
ば、ゲート酸化膜形成工程、誘電体形成工程、エピタキ
シャル膜形成工程等に有効である。The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention can be applied to semiconductor processes other than cleaning of fine features and formation of low resistance contacts. For example, it is effective for a gate oxide film forming step, a dielectric forming step, an epitaxial film forming step, and the like.
【００７２】[0072]
【発明の効果】この発明の第１の態様にかかる表面処理
方法によれば、全ての工程がドライプロセスで行われる
ので、工程中にパーティクル等の汚染を受けず、また乾
燥工程を必要とせずに、微細形状の半導体と金属との界
面が清浄化される。また、他のドライプロセスと減圧雰
囲気下で容易に連結ができる。さらに、界面の清浄化に
用いた金属がコンタクトの形成に利用されるので、清浄
化工程が簡略化され、低抵抗コンタクトが得られる。According to the surface treatment method of the first aspect of the present invention, all the steps are carried out by a dry process, so that the step is not contaminated with particles and the like, and a drying step is not required. In addition, the interface between the finely shaped semiconductor and the metal is cleaned. Further, it can be easily connected to another dry process under a reduced pressure atmosphere. Further, since the metal used for cleaning the interface is used for forming the contact, the cleaning process is simplified and a low resistance contact is obtained.
【００７３】この発明の第２の態様にかかる表面処理方
法によれば、全ての工程が真空蒸着法、ドライエッチン
グ等のドライプロセスで行われるので、微細形状の清浄
化が可能となり、工程中にパーティクル等の汚染を受け
ず、また乾燥工程を必要とせずに、半導体基板表面が清
浄化される。また、他のドライプロセスと減圧雰囲気下
で容易に連結することができる。According to the surface treatment method of the second aspect of the present invention, since all steps are performed by a dry process such as vacuum deposition method and dry etching, it becomes possible to clean fine shapes and The surface of the semiconductor substrate is cleaned without being contaminated by particles or the like and requiring no drying process. Further, it can be easily connected to another dry process under a reduced pressure atmosphere.
【００７４】この発明の第３の態様にかかる表面処理方
法によれば、全ての工程がドライプロセスで構成される
ので、上記の第２の態様にかかる表面処理方法と同様の
効果が得られる。また、汚染物を含んだシリコン酸化膜
が形成されるので、汚染物が効率良く金属薄膜内に拡散
させられ、スループットが向上する。According to the surface treatment method of the third aspect of the present invention, since all the steps are constituted by the dry process, the same effect as that of the surface treatment method of the second aspect can be obtained. Further, since the silicon oxide film containing the contaminant is formed, the contaminant is efficiently diffused in the metal thin film, and the throughput is improved.
【００７５】この発明の第４の態様にかかる表面処理方
法によれば、この発明の第３の態様にかかる表面処理に
おいてシリコン酸化膜の厚さが３nm以下とされ、これに
よりシリコン酸化膜の除去効率が良くなり、洗浄のスル
ープットが向上する。According to the surface treatment method of the fourth aspect of the present invention, the thickness of the silicon oxide film is set to 3 nm or less in the surface treatment of the third aspect of the present invention, whereby the silicon oxide film is removed. Efficiency is improved and cleaning throughput is improved.
【００７６】この発明の第５の態様にかかる表面処理方
法によれば、この発明の第３の態様にかかる表面処理に
おいて半導体基板がオゾンとＯ2プラズマのうちの少な
くとも１つを含む酸化性のガスに晒され、前記半導体基
板が加熱され、これによりシリコン酸化膜が形成される
ため、シリコン酸化膜が形成される前に有機汚染物が除
去される。また、酸化時の加熱温度を低温化することが
できる。According to the surface treatment method of the fifth aspect of the present invention, in the surface treatment of the third aspect of the present invention, the semiconductor substrate has an oxidizing property containing at least one of ozone and O 2 plasma. Since the semiconductor substrate is exposed to the gas and heated, and a silicon oxide film is formed thereby, organic contaminants are removed before the silicon oxide film is formed. Moreover, the heating temperature at the time of oxidation can be lowered.
【００７７】この発明の第６の態様にかかる表面処理方
法によれば、シリコン酸化膜が一定厚さ残してドライエ
ッチングされた後、残されたシリコン酸化膜が金属薄膜
に拡散させられて取り除かれるので、半導体基板にエッ
チングダメージやサブオキサイド・リッチな酸化膜等の
汚染物に残さずに、清浄な半導体基板表面が得られる。According to the surface treatment method of the sixth aspect of the present invention, after the silicon oxide film is dry-etched with a certain thickness left, the remaining silicon oxide film is diffused into the metal thin film and removed. Therefore, a clean semiconductor substrate surface can be obtained without leaving the semiconductor substrate due to etching damage or contaminants such as suboxide-rich oxide film.
【００７８】この発明の第７の態様にかかる表面処理方
法によれば、この発明の第６の態様にかかる表面処理に
おいてドライエッチングで残されるシリコン酸化膜の厚
さが３nm以下とされるので、これによりシリコン酸化膜
が金属薄膜に拡散する効率が良くなり、スループットが
向上する。According to the surface treatment method of the seventh aspect of the present invention, the thickness of the silicon oxide film left by dry etching in the surface treatment of the sixth aspect of the present invention is 3 nm or less. This improves the efficiency with which the silicon oxide film diffuses into the metal thin film, and improves the throughput.
【００７９】この発明の第８の態様にかかる表面処理方
法によれば、この発明の第１、第２、第３、第６の態様
のいずれか１つにかかる表面処理における金属薄膜が、
シリコン酸化膜還元性を持つＴiとＺrとＨfとＡlのうち
の少なくとも１つを用いて形成されるので、これにより
シリコン酸化膜が金属薄膜内に拡散する効率が良くな
る。According to the surface treatment method of the eighth aspect of the present invention, the metal thin film in the surface treatment of any one of the first, second, third and sixth aspects of the present invention is
Since it is formed by using at least one of Ti, Zr, Hf, and Al having a silicon oxide film reducing property, the efficiency of diffusing the silicon oxide film into the metal thin film is improved.
【００８０】この発明の第９の態様にかかる表面処理方
法によれば、この発明の第１、第２、第３または第６の
態様のいずれか１つにかかる表面処理において加熱方法
として光照射が用いられ、これにより局所的な汚染物の
拡散反応を起こすことが可能となるので、微細形状の清
浄化および選択的な清浄化が可能となる。According to the surface treatment method of the ninth aspect of the present invention, light irradiation is used as a heating method in the surface treatment of any one of the first, second, third or sixth aspects of the present invention. Is used, which makes it possible to cause a local diffusion reaction of contaminants, which enables cleaning of fine features and selective cleaning.
【００８１】この発明の第１０の態様にかかる表面処理
方法によれば、この発明の第２、第３または第６の態様
のいずれか１つにかかる表面処理において、エッチング
で一定厚さ残されたた金属薄膜でコンタクトが形成さ
れ、これによりコンタクト形成工程が簡略化され、エッ
チングダメージを残さずに低抵抗コンタクトが得られ
る。According to the surface treatment method of the tenth aspect of the present invention, in the surface treatment of any one of the second, third and sixth aspects of the present invention, a constant thickness is left by etching. The contact is formed of a thin metal film, which simplifies the contact formation process and provides a low resistance contact without leaving etching damage.
【００８２】この発明の第１１の態様にかかる表面処理
方法によれば、この発明の第２、第３または第６の態様
のいずれか１つにかかる表面処理において、金属薄膜の
エッチング工程での反応ガスおよび生成ガスの赤外吸収
スペクトル測定が行われ、これによりシリコン酸化膜お
よび汚染物の除去状態が検知される。According to the surface treatment method of the eleventh aspect of the present invention, in the surface treatment of any one of the second, third and sixth aspects of the present invention, the method of etching the metal thin film is used. Infrared absorption spectrum measurement of the reaction gas and the produced gas is performed, and the removal state of the silicon oxide film and contaminants is detected by this.
【００８３】この発明の第１２の態様にかかる表面処理
方法によれば、この発明の第２、第３または第６の態様
のいずれか１つにかかる表面処理において、金属薄膜の
エッチング工程での反応ガスおよび生成ガスの質量分析
が行われ、これによりシリコン酸化膜および汚染物の除
去状態が検知される。According to the surface treatment method of the twelfth aspect of the present invention, in the surface treatment of any one of the second, third and sixth aspects of the present invention, the metal thin film etching step is performed. Mass analysis of the reaction gas and the produced gas is performed, and the removal state of the silicon oxide film and contaminants is detected by this.
【００８４】この発明の第１３の態様にかかる表面処理
方法によれば、この発明の第２、第３または第６の態様
のいずれか１つにかかる表面処理において、金属薄膜の
エッチングを施した箇所の赤外吸収スペクトルが測定さ
れ、これによりシリコン酸化膜および汚染物の除去状態
が検知される。According to the surface treatment method of the thirteenth aspect of the present invention, the metal thin film is etched in the surface treatment of any one of the second, third and sixth aspects of the present invention. The infrared absorption spectrum of the spot is measured, and the removal state of the silicon oxide film and contaminants is detected by this.
【００８５】この発明の第１４の態様にかかる表面処理
法によれば、この発明の第２、第３または第６の態様の
いずれか１つにかかる表面処理において、金属薄膜のエ
ッチングを施した箇所に入射された光の偏光状態の変化
からシリコン酸化膜厚さが測定され、これによりシリコ
ン酸化膜の除去状態が検知される。According to the surface treatment method of the fourteenth aspect of the present invention, the metal thin film is etched in the surface treatment of any one of the second, third and sixth aspects of the present invention. The silicon oxide film thickness is measured from the change in the polarization state of the light incident on the spot, and thereby the removal state of the silicon oxide film is detected.
【００８６】この発明の第１５の態様にかかる表面処理
方法によれば、この発明の第１１〜第１４の態様のいず
れか１つにかかる表面処理におけるシリコン酸化膜と汚
染物の除去状態を検知する手段が、金属薄膜のエッチン
グが行われるチャンバー内に設けられ、これによりエッ
チング中に除去状態が検知される。また、装置が小型化
され、そのコストが低減される。According to the surface treatment method of the fifteenth aspect of the present invention, the removal state of the silicon oxide film and contaminants in the surface treatment of any one of the eleventh to fourteenth aspects of the present invention is detected. A means for doing so is provided in the chamber in which the etching of the metal thin film is carried out, whereby the removal state is detected during the etching. Further, the device is downsized and the cost thereof is reduced.
【００８７】この発明の第１６の態様にかかる表面処理
方法によれば、この発明の第１、第２、第３または第６
の態様のいずれか１つにかかる表面処理における各工程
を行う全てのチャンバーが減圧雰囲気下で連結され、半
導体基板の搬送時に前記半導体基板が大気に晒されない
ので、半導体基板が大気からの汚染を受けない。According to the surface treatment method of the sixteenth aspect of the present invention, the first, second, third or sixth aspect of the present invention is provided.
All the chambers for performing each step in the surface treatment according to any one of the aspects 1) to 1) are connected under a reduced pressure atmosphere, and the semiconductor substrate is not exposed to the atmosphere during the transportation of the semiconductor substrate. I do not receive it.
【００８８】この発明の第１７の態様にかかる半導体製
造装置によれば、この発明の第１、第２、第３または第
６の態様のいずれか１つにかかる表面処理によって清浄
化された半導体基板表面に金属薄膜が形成されるので、
低オーミックコンタクトの電極、配線が得られる。According to the semiconductor manufacturing apparatus of the seventeenth aspect of the present invention, the semiconductor cleaned by the surface treatment according to any one of the first, second, third and sixth aspects of the present invention. Since a metal thin film is formed on the substrate surface,
Electrodes and wiring with low ohmic contact can be obtained.
【００８９】この発明の第１８の態様にかかる半導体製
造装置によれば、この発明の第１、第２、第３または第
６の態様のいずれか１つにかかる表面処理によって清浄
化された半導体基板表面に金属薄膜が形成されるので、
低オーミックコンタクトの電極、配線が得られる。According to the semiconductor manufacturing apparatus of the eighteenth aspect of the present invention, the semiconductor cleaned by the surface treatment according to any one of the first, second, third or sixth aspects of the present invention. Since a metal thin film is formed on the substrate surface,
Electrodes and wiring with low ohmic contact can be obtained.
【図１】 (a)〜(c)は、この発明の第１実施例にかかる
表面処理方法を示す、半導体装置の縦断面図である。1A to 1C are longitudinal sectional views of a semiconductor device showing a surface treatment method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 (a)〜(c)は、この発明の第２実施例にかかる
表面処理方法を示す、半導体装置の縦断面図である。2A to 2C are vertical cross-sectional views of a semiconductor device showing a surface treatment method according to a second embodiment of the present invention.
【図３】 (a)〜(d)は、この発明の第３実施例にかかる
表面処理方法を示す、半導体装置の縦断面図である。3A to 3D are vertical cross-sectional views of a semiconductor device showing a surface treatment method according to a third embodiment of the present invention.
【図４】 (a)〜(d)は、この発明の第６実施例にかかる
表面処理方法を示す、半導体装置の縦断面図である。4A to 4D are vertical cross-sectional views of a semiconductor device showing a surface treatment method according to a sixth embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の第９実施例にかかる表面処理方法
を示す、半導体装置の縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a semiconductor device showing a surface treatment method according to a ninth embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の第１１実施例にかかる表面処理方
法を示す、半導体製造装置のシステム構成図である。FIG. 6 is a system configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus showing a surface treatment method according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の第１３実施例にかかる表面処理方
法を示す、半導体製造装置のシステム構成図である。FIG. 7 is a system configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus showing a surface treatment method according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図８】 この発明の第１４実施例にかかる表面処理方
法を示す、半導体製造装置のシステム構成図である。FIG. 8 is a system configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus showing a surface treatment method according to a fourteenth embodiment of the present invention.
【図９】 この発明の第１６実施例にかかる表面処理方
法を示す、半導体製造装置のシステム構成図である。FIG. 9 is a system configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus showing a surface treatment method according to a sixteenth embodiment of the present invention.
【図１０】 この発明の第１７実施例にかかる半導体製
造装置のシステム構成図である。FIG. 10 is a system configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to a seventeenth embodiment of the present invention.
【図１１】 従来の表面処理に用いられる半導体製造装
置の模式図である。FIG. 11 is a schematic view of a semiconductor manufacturing apparatus used for conventional surface treatment.
１ 半導体基板、２ ウェット処理槽、３ 弗酸処理
槽、４ 紫外線処理槽、５ 搬送装置、６ 外枠、７
Ｓi基板、８ シリコン酸化膜、９ 汚染物、１０ Ｔi
薄膜、１１ ヒーター加熱、１２ Ｚr薄膜、１３ シ
リコン酸化膜、１４ Ａl薄膜、１５ エキシマレーザ
光、１６ フォトマスク、１７ 半導体基板、１８ エ
ッチングチャンバー、１９ 光源、２０ 干渉計、２１
検知器、２２a,b 覗窓、２３ Ｈe−Ｎeレーザ、２
４ 偏光子、２５ 検光子、２６ 光検出器、２７ 導
入チャンバー、２８ シリコン酸化膜形成チャンバー、
２９ シリコン酸化膜エッチングチャンバー、３０ 金
属薄膜形成チャンバー、３１ 金属薄膜エッチングチャ
ンバー、３２ 汚染物評価チャンバー、３３ 搬送路、
３４ コンタクト形成チャンバー。1 semiconductor substrate, 2 wet treatment tank, 3 hydrofluoric acid treatment tank, 4 ultraviolet treatment tank, 5 transfer device, 6 outer frame, 7
Si substrate, 8 silicon oxide film, 9 contaminants, 10 Ti
Thin film, 11 Heater heating, 12 Zr thin film, 13 Silicon oxide film, 14 Al thin film, 15 Excimer laser light, 16 Photomask, 17 Semiconductor substrate, 18 Etching chamber, 19 Light source, 20 Interferometer, 21
Detector, 22a, b Viewing window, 23 He-Ne laser, 2
4 polarizer, 25 analyzer, 26 photodetector, 27 introduction chamber, 28 silicon oxide film forming chamber,
29 silicon oxide film etching chamber, 30 metal thin film forming chamber, 31 metal thin film etching chamber, 32 pollutant evaluation chamber, 33 transport path,
34 Contact formation chamber.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/28 Ｂ 21/3065 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 21/28 B 21/3065
Claims (18)
薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、 前記半導体基板を加熱することにより、前記半導体基板
と前記金属薄膜との界面に存在する汚染物を前記金属薄
膜内に拡散させる拡散工程とを有する表面処理方法。1. A metal thin film forming step of forming a metal thin film on a surface of a semiconductor substrate under a reduced pressure atmosphere, and heating the semiconductor substrate to remove contaminants existing at an interface between the semiconductor substrate and the metal thin film. A surface treatment method comprising a diffusion step of diffusing into the metal thin film.
薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、 前記半導体基板を加熱することにより、前記半導体基板
と前記金属薄膜との界面に存在する汚染物を前記金属薄
膜内に拡散させる拡散工程と、 前記金属薄膜をエッチングするエッチング工程とを有す
る表面処理方法。2. A metal thin film forming step of forming a metal thin film on the surface of a semiconductor substrate under a reduced pressure atmosphere, and heating the semiconductor substrate to remove contaminants present at the interface between the semiconductor substrate and the metal thin film. A surface treatment method comprising a diffusion step of diffusing into the metal thin film and an etching step of etching the metal thin film.
コン酸化膜を形成するシリコン酸化膜形成工程と、 前記シリコン酸化膜の表面に金属薄膜を形成する金属薄
膜形成工程と、 前記半導体基板を加熱することにより、前記金属薄膜内
に前記シリコン酸化膜を拡散させる拡散工程と、 前記金属薄膜をエッチングするエッチング工程とを有す
る表面処理方法。3. A silicon oxide film forming step of forming a silicon oxide film on the surface of a semiconductor substrate under a reduced pressure atmosphere, a metal thin film forming step of forming a metal thin film on the surface of the silicon oxide film, and heating the semiconductor substrate. By doing so, a surface treatment method including a diffusion step of diffusing the silicon oxide film in the metal thin film, and an etching step of etching the metal thin film.
リコン酸化膜をその厚さが３nm以下となるように形成す
ることを特徴とする請求項３記載の表面処理方法。4. The surface treatment method according to claim 3, wherein in the silicon oxide film forming step, the silicon oxide film is formed to have a thickness of 3 nm or less.
囲気下の前記半導体基板の表面をオゾンとＯ2プラズマ
のうちの少なくとも一方を含む酸化性のガスに晒して加
熱することにより、前記シリコン酸化膜を形成すること
を特徴とする請求項３記載の表面処理方法。5. In the step of forming the silicon oxide film, the surface of the semiconductor substrate under a reduced pressure atmosphere is exposed to an oxidizing gas containing at least one of ozone and O 2 plasma to heat the silicon oxide film. The surface treatment method according to claim 3, wherein a film is formed.
コン酸化膜をドライエッチングするドライエッチング工
程と、 ドライエッチング後の前記シリコン酸化膜の表面に金属
薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、 前記半導体基板を加熱することにより、前記金属薄膜内
に前記シリコン酸化膜を拡散させる拡散工程と、 前記金属薄膜をエッチングするエッチング工程とを有す
る表面処理方法。6. A dry etching step of dry etching a silicon oxide film on a surface of a semiconductor substrate under a reduced pressure atmosphere, a metal thin film forming step of forming a metal thin film on the surface of the silicon oxide film after dry etching, the semiconductor A surface treatment method comprising: a diffusion step of diffusing the silicon oxide film in the metal thin film by heating the substrate; and an etching step of etching the metal thin film.
コン酸化膜を３nm以下の厚さで残すことを特徴とする請
求項６記載の表面処理方法。7. The surface treatment method according to claim 6, wherein the silicon oxide film is left with a thickness of 3 nm or less in the dry etching step.
を、ＴiとＺrとＨfとＡlのうちの少なくとも１つを用い
て形成することを特徴とする請求項１、請求項２、請求
項３または請求項６のいずれか１つに記載の表面処理方
法。8. The method according to claim 1, wherein the metal thin film is formed by using at least one of Ti, Zr, Hf, and Al in the metal thin film forming step. The surface treatment method according to claim 3 or claim 6.
体基板を加熱することを特徴とする請求項１、請求項
２、請求項３または請求項６のいずれか１つに記載の表
面処理方法。9. The surface treatment method according to claim 1, wherein in the diffusion step, the semiconductor substrate is heated by light irradiation. .
をすべてはエッチングせずに所定厚さだけ残すことを特
徴とする請求項２、請求項３または請求項６のいずれか
１つに記載の表面処理方法。10. The surface according to claim 2, wherein in the etching step, the metal thin film is not entirely etched and a predetermined thickness is left. Processing method.
び生成ガスの赤外吸収スペクトルの測定を行うことを特
徴とする請求項２、請求項３または請求項６のいずれか
１つに記載の表面処理方法。11. The surface treatment according to claim 2, wherein the infrared absorption spectra of the reaction gas and the produced gas are measured in the etching step. Method.
び生成ガスの質量分析を行うことを特徴とする請求項
２、請求項３または請求項６のいずれか１つに記載の表
面処理方法。12. The surface treatment method according to claim 2, wherein in the etching step, mass analysis of the reaction gas and the generated gas is performed.
のエッチングされた箇所に赤外光を照射し、前記赤外光
の反射光の吸収スペクトルを測定することを特徴とする
請求項２、請求項３または請求項６のいずれか１つに記
載の表面処理方法。13. The method according to claim 2, wherein in the etching step, infrared light is irradiated to the etched portion of the metal thin film, and an absorption spectrum of reflected light of the infrared light is measured. The surface treatment method according to claim 3 or claim 6.
のエッチングされた箇所に偏光した光を照射し、前記光
の反射光の偏光状態の変化を測定することを特徴とする
請求項２、請求項３または請求項６のいずれか１つに記
載の表面処理方法。14. The method according to claim 2, wherein in the etching step, polarized light is irradiated to the etched portion of the metal thin film, and a change in polarization state of reflected light of the light is measured. The surface treatment method according to claim 3 or claim 6.
グが行われるチャンバー内で、前記測定または前記分析
を行うことを特徴とする請求項１１〜請求項１４のいず
れか１つに記載の表面処理方法。15. The surface treatment method according to claim 11, wherein in the etching step, the measurement or the analysis is performed in a chamber in which the etching is performed.
で連結されたチャンバー内で行うことを特徴とする請求
項１、請求項２、請求項３または請求項６のいずれか１
つに記載の表面処理方法。16. The method according to claim 1, wherein all of the above steps are performed in a chamber connected under a reduced pressure atmosphere.
The surface treatment method described in 1.
請求項６のいずれか１つに記載の表面処理方法で表面処
理が施された半導体基板表面に、前記表面処理において
金属薄膜形成工程と拡散工程とが実施されるチャンバー
内で金属薄膜を形成する金属薄膜形成手段と、前記半導
体基板を加熱する加熱手段とを有する半導体製造装置。17. A metal thin film is formed in the surface treatment on the surface of a semiconductor substrate which has been surface-treated by the surface treatment method according to any one of claims 1, 2, 3 and 6. A semiconductor manufacturing apparatus comprising: a metal thin film forming means for forming a metal thin film in a chamber where a process and a diffusion process are carried out; and a heating means for heating the semiconductor substrate.
請求項６のいずれか１つに記載の表面処理方法で表面処
理が施された半導体基板表面に、前記表面処理において
金属薄膜形成工程と拡散工程とが実施されるチャンバー
と減圧雰囲気下で連結された別のチャンバー内で金属薄
膜を形成する金属薄膜形成手段と、前記半導体基板を加
熱する加熱手段とを有する半導体製造装置。18. A metal thin film is formed in the surface treatment on the surface of a semiconductor substrate which has been surface-treated by the surface treatment method according to any one of claims 1, 2, 3 and 6. A semiconductor manufacturing apparatus having a metal thin film forming means for forming a metal thin film in another chamber connected under a reduced pressure atmosphere to a chamber in which the step and the diffusion step are performed, and a heating means for heating the semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31493994A JPH08172069A (en) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Surface treatment method and semiconductor manufacturing device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31493994A JPH08172069A (en) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Surface treatment method and semiconductor manufacturing device using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08172069A true JPH08172069A (en) | 1996-07-02 |
Family
ID=18059479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31493994A Pending JPH08172069A (en) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Surface treatment method and semiconductor manufacturing device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08172069A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014096459A (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | Surface processing method of semiconductor substrate for solar cell, process of manufacturing semiconductor substrate for solar cell, process of manufacturing solar cell, and manufacturing apparatus of solar cell |
-
1994
- 1994-12-19 JP JP31493994A patent/JPH08172069A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014096459A (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | Surface processing method of semiconductor substrate for solar cell, process of manufacturing semiconductor substrate for solar cell, process of manufacturing solar cell, and manufacturing apparatus of solar cell |
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