JPS60110123A - 半導体エッチング方法 - Google Patents
半導体エッチング方法Info
- Publication number
- JPS60110123A JPS60110123A JP21743183A JP21743183A JPS60110123A JP S60110123 A JPS60110123 A JP S60110123A JP 21743183 A JP21743183 A JP 21743183A JP 21743183 A JP21743183 A JP 21743183A JP S60110123 A JPS60110123 A JP S60110123A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- plasma
- hydrogen
- supplied
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H01L21/02008—Multistep processes
- H01L21/0201—Specific process step
- H01L21/02019—Chemical etching
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- Computer Hardware Design (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、珪素または炭化珪素を主成分とする半導体の
プラズマ・エンチングを行う方法において、特に弗化水
素（以下肝という）気体を用いることにより、エツチン
グ後に良質な残存物のない表面を得る方法に関する。
プラズマ・エンチングを行う方法において、特に弗化水
素（以下肝という）気体を用いることにより、エツチン
グ後に良質な残存物のない表面を得る方法に関する。
従来、珪素または珪素化合物のプラズマ・エツチングに
は反応性ガスとしてＣＦ、 、 ＣＨＦ、 ＋ ＣＦ、
Ｂｒ等のようなハロゲン化炭化水素を用い、それらに
必要に応じて水素、窒素、酸素等の補助ガスを添加して
プラズマ・エツチング・プロセスを行っている。
は反応性ガスとしてＣＦ、 、 ＣＨＦ、 ＋ ＣＦ、
Ｂｒ等のようなハロゲン化炭化水素を用い、それらに
必要に応じて水素、窒素、酸素等の補助ガスを添加して
プラズマ・エツチング・プロセスを行っている。
しかしエツチングされる半導体が珪素または炭化珪素の
ごとき珪素を主成分とする非単結晶半導体にあっては、
この中にプラズマ・エッチの際同時にラジカルの一部が
スパッタされて混入する。
ごとき珪素を主成分とする非単結晶半導体にあっては、
この中にプラズマ・エッチの際同時にラジカルの一部が
スパッタされて混入する。
しかしＢｒ、ＣＩは再結合中心を発生し、Ｃ，Ｏは絶縁
化をさせてしまう。
化をさせてしまう。
一般にエツチング反応に直接関係していると考えられて
いるのは、プラズマのエネルギにより活性化された弗素
ラジカル（Ｆ・）であり、残りの炭素（Ｃ）や塩素（Ｃ
Ｉ＞、臭素（Ｂｒ）等は反応に関与せず、排気されてい
くとされている。しかし、これらのうち炭素は不揮発性
物質であり、反応管壁、電極、試料台および試料表面に
堆積してしまう。
いるのは、プラズマのエネルギにより活性化された弗素
ラジカル（Ｆ・）であり、残りの炭素（Ｃ）や塩素（Ｃ
Ｉ＞、臭素（Ｂｒ）等は反応に関与せず、排気されてい
くとされている。しかし、これらのうち炭素は不揮発性
物質であり、反応管壁、電極、試料台および試料表面に
堆積してしまう。
堆積する炭素の多くは化学的に活性であり、Ｃ＋４Ｆ−
）ＣＦ。
）ＣＦ。
または、
Ｃ＋Ｏ→ Ｃｏ （酸素がある場合）
などの反応式で示されるように、即座に取り除かれると
考えるが、それにもかかわらず炭素は堆積し、エツチン
グ後の珪素または炭化珪素化合物を主成分とする半導体
の物性に悪影響を与えることが知られている。
考えるが、それにもかかわらず炭素は堆積し、エツチン
グ後の珪素または炭化珪素化合物を主成分とする半導体
の物性に悪影響を与えることが知られている。
本発明はＣ，ＣＩ、Ｂｒ等の悪性不純物を組成として含
まない肝ガスを用いて、プラズマエツチングを行い、そ
の前後に水素またはアルゴン等の不活性ガスを肝ガスの
代わりに導入して、肝ガスによるＶａｐｏｒ ｐｈａｓ
ｅエツチングをなくし、再現性のある肝ガスプラズマエ
ツチングを提供することを目的とする。
まない肝ガスを用いて、プラズマエツチングを行い、そ
の前後に水素またはアルゴン等の不活性ガスを肝ガスの
代わりに導入して、肝ガスによるＶａｐｏｒ ｐｈａｓ
ｅエツチングをなくし、再現性のある肝ガスプラズマエ
ツチングを提供することを目的とする。
本発明は珪素または炭化珪素を主成分とする半導体を弗
化水素気体を用いてプラズマエンチングを行う際におい
て、プラズマ電力印加時または停止時には弗化水素気体
の代わりに水素またはアルゴンおよびヘリューム等の不
活性気体を導入し、それら非反応性ガス雰囲気下でプラ
ズマ電力の印加または停止を行うことにより、ＩＩＦＨ
Ｆガスラズマ電力が加わった時のみ反応炉へ導くことを
特徴とするものである。
化水素気体を用いてプラズマエンチングを行う際におい
て、プラズマ電力印加時または停止時には弗化水素気体
の代わりに水素またはアルゴンおよびヘリューム等の不
活性気体を導入し、それら非反応性ガス雰囲気下でプラ
ズマ電力の印加または停止を行うことにより、ＩＩＦＨ
Ｆガスラズマ電力が加わった時のみ反応炉へ導くことを
特徴とするものである。
特に５ｉ０２をマスクとして珪素または炭化珪素を主成
分とする半導体のプラズマエツチングを行う時にはＩＩ
ＦＨＦガスラズマ化している状態では第１図の曲線（３
）のごとく殆ど５ｉ０２はエツチングされず、一方非晶
質珪素（曲線（１）入車結晶珪素（曲線（２））はかな
りエツチングされ、その選択比は４０〜１００という相
当高いものである。しかしながら肝ガスがプラズマ化し
ていない時は第２図のように逆にＳｉＯ（曲線（３’）
）はエンチングされ、非晶質珪素（曲線（１’））１に
結晶珪素（曲線（２″））はまったくエツチングされな
い。そこで発明者達はプラズマエツチング時の高い選択
比を維持する為に招、プラズマ電力の印加時または停止
時には肝ガスの代わりに水素またはアルゴンおよびヘリ
ューム等の不活性気体を導入することで高い選択比を維
持させ、さらに再現性鼻艷工・チング後に清浄な半導体
表面を得ることができるプラズマエツチング方法を完成
させた。
分とする半導体のプラズマエツチングを行う時にはＩＩ
ＦＨＦガスラズマ化している状態では第１図の曲線（３
）のごとく殆ど５ｉ０２はエツチングされず、一方非晶
質珪素（曲線（１）入車結晶珪素（曲線（２））はかな
りエツチングされ、その選択比は４０〜１００という相
当高いものである。しかしながら肝ガスがプラズマ化し
ていない時は第２図のように逆にＳｉＯ（曲線（３’）
）はエンチングされ、非晶質珪素（曲線（１’））１に
結晶珪素（曲線（２″））はまったくエツチングされな
い。そこで発明者達はプラズマエツチング時の高い選択
比を維持する為に招、プラズマ電力の印加時または停止
時には肝ガスの代わりに水素またはアルゴンおよびヘリ
ューム等の不活性気体を導入することで高い選択比を維
持させ、さらに再現性鼻艷工・チング後に清浄な半導体
表面を得ることができるプラズマエツチング方法を完成
させた。
以下にその実施例を示す。
実施例１
第３図は本発明に用いたＰＣＶＤ装置の概要を示す。
図面において、エンチングされる基板（１）はホルダ上
に配設され石英製の反応炉（２）内に挿入した。基板は
外側より室温〜３００℃例えば１００℃にヒータにより
加熱した。プラズマは高周波電源（１３）により１３．
５６Ｍ１ｌｚの電気エネルギを一対の網状電極（３）、
＜ ３ ’）に加えて供給した。反応炉は真空引きを真
空ポンプ（１１）によりバルブ（９）、（１０）を開け
て真空排気を行い、１０′４ｔｏｒｒ以下にした。
に配設され石英製の反応炉（２）内に挿入した。基板は
外側より室温〜３００℃例えば１００℃にヒータにより
加熱した。プラズマは高周波電源（１３）により１３．
５６Ｍ１ｌｚの電気エネルギを一対の網状電極（３）、
＜ ３ ’）に加えて供給した。反応炉は真空引きを真
空ポンプ（１１）によりバルブ（９）、（１０）を開け
て真空排気を行い、１０′４ｔｏｒｒ以下にした。
この後（６）より水素を３０ｃｃ ７分供給し、反応炉
内の圧力を０．０５〜３ｔｏｒｒここでは０．５ｔｏｒ
ｒとした。その後高周波電源（１３）より４０Ｗの出力
を加え、５分後にバルブ（１４）を閉じバルブ（８）を
開け（５）より肝ガスを３０ｃｃ ７分供給した。この
時プラズマ出力は加えられ続けている。
内の圧力を０．０５〜３ｔｏｒｒここでは０．５ｔｏｒ
ｒとした。その後高周波電源（１３）より４０Ｗの出力
を加え、５分後にバルブ（１４）を閉じバルブ（８）を
開け（５）より肝ガスを３０ｃｃ ７分供給した。この
時プラズマ出力は加えられ続けている。
ＨＦガスでプラズマエツチングを１０分間行い、再びＨ
Ｆガスを止め、水素を（６）より供給した。この時も同
様にプラズマは印加され続けている。そして５分後電源
をＯＦＦにし、反応炉より基板を取り出した。基板とし
ては単結晶珪素基板上に熱酸化膜を１０００人の厚さに
形成し、選択的に酸化珪素を残さしめ、珪素を一部にお
いて露呈させたものを用いた。この時単結晶珪素は５０
００人工ンチングすることができ″、５ｉ０２はほとん
どエンチングされなかった。本実施例のように、肝ガス
を用いて酸化珪素をほとんどエツチングすることなく珪
素を所望の量プラズマエンチングすることができた。
Ｆガスを止め、水素を（６）より供給した。この時も同
様にプラズマは印加され続けている。そして５分後電源
をＯＦＦにし、反応炉より基板を取り出した。基板とし
ては単結晶珪素基板上に熱酸化膜を１０００人の厚さに
形成し、選択的に酸化珪素を残さしめ、珪素を一部にお
いて露呈させたものを用いた。この時単結晶珪素は５０
００人工ンチングすることができ″、５ｉ０２はほとん
どエンチングされなかった。本実施例のように、肝ガス
を用いて酸化珪素をほとんどエツチングすることなく珪
素を所望の量プラズマエンチングすることができた。
さらに珪素表面を観察した結果、その表面は鏡面を有し
、炭素等の残存物が全く見られなかった。
、炭素等の残存物が全く見られなかった。
以上の説明のごとく二本発明方法は純度９９％以上の肝
を用いているため、プラズマ・エッチをした後、炭素、
塩素、臭素が残存物としてエッチされた表面に残ること
はない。
を用いているため、プラズマ・エッチをした後、炭素、
塩素、臭素が残存物としてエッチされた表面に残ること
はない。
さらに肝プラズマエツチング前に水素またはアルゴンお
よびヘリューム等不活性気体プラズマ雰囲気下にしたこ
とにより、反応炉内にプラズマクリーニングエッチを施
されたのと同し効果が発生して、再現性のよいプラズマ
エツチングを行うことができた。また同様に肝プラズマ
エツチング後に水素またはアルゴンおよびヘリューム等
不活性気体プラズマ雰囲気にすることにより、肝プラズ
マエツチング後に半導体表面に吸着している肝の未反応
ガスをプラズマクリーニングエッチすることにより、よ
りいっそう肝プラズマエツチング後のエツチング面を清
浄にすることができた。
よびヘリューム等不活性気体プラズマ雰囲気下にしたこ
とにより、反応炉内にプラズマクリーニングエッチを施
されたのと同し効果が発生して、再現性のよいプラズマ
エツチングを行うことができた。また同様に肝プラズマ
エツチング後に水素またはアルゴンおよびヘリューム等
不活性気体プラズマ雰囲気にすることにより、肝プラズ
マエツチング後に半導体表面に吸着している肝の未反応
ガスをプラズマクリーニングエッチすることにより、よ
りいっそう肝プラズマエツチング後のエツチング面を清
浄にすることができた。
さらにＣＦＢＢｒ等の炭化弗化物はその弗素ラジカル（
ＣＦラジカルともいわれている）の寿命がきわめて長い
。このため排気ポンプ（第１図（’１１） ）のオイル
を劣化させて精度が低下し、真空引きを不可能にしてし
まうという欠点を有する。他方、本発明方法の肝を用い
た場合はオイルの精度低下が１００時間使用してもまっ
たく見られないという他の特長を有する。
ＣＦラジカルともいわれている）の寿命がきわめて長い
。このため排気ポンプ（第１図（’１１） ）のオイル
を劣化させて精度が低下し、真空引きを不可能にしてし
まうという欠点を有する。他方、本発明方法の肝を用い
た場合はオイルの精度低下が１００時間使用してもまっ
たく見られないという他の特長を有する。
第１図は本発明に用いられたプラズマ・エツチング装置
の概要を示す。 第２図は肝煎気相エツチングの圧力と速度の関特許出願
人 ０ ま０ Ｅ（１９０＠こ１コ （Ｗ） 管１図 Ｏｔ。 匡 ｈ （Ｔｏｒド） 盲２−図
の概要を示す。 第２図は肝煎気相エツチングの圧力と速度の関特許出願
人 ０ ま０ Ｅ（１９０＠こ１コ （Ｗ） 管１図 Ｏｔ。 匡 ｈ （Ｔｏｒド） 盲２−図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■、珪素または炭化珪素を主成分とする半導体を弗化水
素気体を用いてプラズマ・エツチングを行う際において
、プラズマ電力印加時または停止時には弗化水素気体の
代わりに水素またはアルゴンおよびヘリューム等の不活
性気体を導入することを特徴とする半導体エンチング方
法。 ２、特許請求の範囲第１項において、弗化水素気体は９
９％以上の純度を有することを特徴とする半導体エツチ
ング方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、水素またはアルゴ
ンおよびヘリューム等の不活性気体は９９．９％以上の
純度を有することを特徴とする半導体エツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21743183A JPS60110123A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 半導体エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21743183A JPS60110123A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 半導体エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60110123A true JPS60110123A (ja) | 1985-06-15 |
Family
ID=16704107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21743183A Pending JPS60110123A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 半導体エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60110123A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6348832A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Tokyo Electron Ltd | Ｃｖｄ装置 |
| JPH0422123A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Sharp Corp | シリコン酸化膜のエッチング方法 |
| JPH04233227A (ja) * | 1990-07-18 | 1992-08-21 | Micron Technol Inc | 半導体基板ウェファー上の層のドライエッチング方法 |
| JPH08274074A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Nec Corp | プラズマ処理装置 |
-
1983
- 1983-11-18 JP JP21743183A patent/JPS60110123A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6348832A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Tokyo Electron Ltd | Ｃｖｄ装置 |
| JPH0588539B2 (ja) * | 1986-08-19 | 1993-12-22 | Tokyo Electron Ltd | |
| JPH0422123A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Sharp Corp | シリコン酸化膜のエッチング方法 |
| JPH04233227A (ja) * | 1990-07-18 | 1992-08-21 | Micron Technol Inc | 半導体基板ウェファー上の層のドライエッチング方法 |
| JPH08274074A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Nec Corp | プラズマ処理装置 |
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