JPS6231071B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6231071B2 JPS6231071B2 JP57134124A JP13412482A JPS6231071B2 JP S6231071 B2 JPS6231071 B2 JP S6231071B2 JP 57134124 A JP57134124 A JP 57134124A JP 13412482 A JP13412482 A JP 13412482A JP S6231071 B2 JPS6231071 B2 JP S6231071B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- silicon
- sio
- plasma
- dry
- 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.)
- Expired
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Weting (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は被処理物をドライエツチングする方
法に関し特にドライエツチングにより引き起こさ
れる汚染や損傷の問題を解消し得るようにしたも
のである。
法に関し特にドライエツチングにより引き起こさ
れる汚染や損傷の問題を解消し得るようにしたも
のである。
一般にプラズマのエツチング、RIE（リアクテ
イブイオンエツチング）、RIM（リアクテイブイ
オンミリング）等の気体放電を利用して半導体
（Si、Ga、As等）や薄膜等のドライエツチングを
行なう場合、半導体や薄膜の表面又は表面近傍の
内部に汚染や照射損傷を生じ、この後これら汚染
や損傷を残したままでLSI等を作成すれば電気的
特性の劣化を生じる。これはトラツプ準位が形成
されたり、短絡が引き起こされたりするためであ
る。このことは周知の事実である。このような汚
染及び照射損傷を詳しく分類すれば次のようにな
る。
イブイオンエツチング）、RIM（リアクテイブイ
オンミリング）等の気体放電を利用して半導体
（Si、Ga、As等）や薄膜等のドライエツチングを
行なう場合、半導体や薄膜の表面又は表面近傍の
内部に汚染や照射損傷を生じ、この後これら汚染
や損傷を残したままでLSI等を作成すれば電気的
特性の劣化を生じる。これはトラツプ準位が形成
されたり、短絡が引き起こされたりするためであ
る。このことは周知の事実である。このような汚
染及び照射損傷を詳しく分類すれば次のようにな
る。
表面に付着する高分子フイルム層。
これは主にエツチングに使用するガスの成分
元素がプラズマのエネルギにより重合されてで
きたものと考えられる。
元素がプラズマのエネルギにより重合されてで
きたものと考えられる。
半導体や薄膜の表面近くの内部に浸入する不
純物元素。
純物元素。
これは第１にエツチングガスの構成元素がプ
ラズマ中でイオン化され陰極降下電圧等の放電
内部電界で加速され入射されたものである。第
２にエツチング装置の構成物質である重金属
（Fe、Co、Ni、Al等）がスパツタリングによ
り入射させられたものである。
ラズマ中でイオン化され陰極降下電圧等の放電
内部電界で加速され入射されたものである。第
２にエツチング装置の構成物質である重金属
（Fe、Co、Ni、Al等）がスパツタリングによ
り入射させられたものである。
半導体の表面近くの内部に生じる結晶欠陥。
これはプラズマ中で生成された荷電粒子（イ
オン及び電子）、紫外線、Ｘ線及びチヤンバの
構成物質であるスパツタ元子の入射等によるも
のである。
オン及び電子）、紫外線、Ｘ線及びチヤンバの
構成物質であるスパツタ元子の入射等によるも
のである。
このような汚染や照射損傷に対してドライ処理
によりクリーニングを行なうにはO2プラズマ処
理が考えられる。このプラズマ処理では上述の
（Cx、Fy）系の高分子フイルムをプラズマ中で
酸化させ除去する。このプラズマ処理はレジスト
のアツシングを兼ねて用いられるが完全なクリー
ニング方法としては実現されていない。又上述
、の汚染及び損傷に対しては有効なクリーニ
ング方法が提供されていない。
によりクリーニングを行なうにはO2プラズマ処
理が考えられる。このプラズマ処理では上述の
（Cx、Fy）系の高分子フイルムをプラズマ中で
酸化させ除去する。このプラズマ処理はレジスト
のアツシングを兼ねて用いられるが完全なクリー
ニング方法としては実現されていない。又上述
、の汚染及び損傷に対しては有効なクリーニ
ング方法が提供されていない。
この発明はこのような事情を考慮してなされた
ものであり、汚染や損傷を極力押えた状態で
SiO2やSi3N4等を下地材料又はマスクとして被処
理物をエツチングし得ると共に他のエツチング処
理で汚染や損傷を受けた表面をドライクリーニン
グする場合にも好適なドライエツチング方法を提
供することを目的としている。
ものであり、汚染や損傷を極力押えた状態で
SiO2やSi3N4等を下地材料又はマスクとして被処
理物をエツチングし得ると共に他のエツチング処
理で汚染や損傷を受けた表面をドライクリーニン
グする場合にも好適なドライエツチング方法を提
供することを目的としている。
この発明ではこのような目的を達成するために
CF4とH2との混合ガスでシリコン系をエツチング
するようにしている。
CF4とH2との混合ガスでシリコン系をエツチング
するようにしている。
シリコン系としては単結晶シリコン及び多結晶
シリコンが考えられる。
シリコンが考えられる。
被処理面としてはドライクリーニングを施すべ
き表面が第１に考えられる。即ち他のエツチング
処理により汚染や損傷を受けた表面をこのエツチ
ング方法によりドライクリーニングするのであ
る。第２にSiO2基体又はSi3N4の薄膜を下地材料
又はマスクとしてシリコン系をエツチングするこ
とが考えられる。
き表面が第１に考えられる。即ち他のエツチング
処理により汚染や損傷を受けた表面をこのエツチ
ング方法によりドライクリーニングするのであ
る。第２にSiO2基体又はSi3N4の薄膜を下地材料
又はマスクとしてシリコン系をエツチングするこ
とが考えられる。
ドライクリーニングでは、たとえば第１図に示
す処理が行われる。即ち、レジスト１をSiO2膜
２上に被着（第１図Ａ）したのちRIEでSiO2膜の
選択エツチングを行う。この場合、第１図Ｂに散
点で示すようにシリコン基体３の表面に損傷が形
成される。そこで、本発明によるSiF4とH2との
混合ガスによるドライクリーニングを行い（第１
図Ｃ）、こののちO2プラズマ処理を行つて高分子
層やレジスト１を除去し（第１図Ｄ）、さらに溶
液処理を行う（第１図Ｅ）。こののち、次の工程
に移行する。
す処理が行われる。即ち、レジスト１をSiO2膜
２上に被着（第１図Ａ）したのちRIEでSiO2膜の
選択エツチングを行う。この場合、第１図Ｂに散
点で示すようにシリコン基体３の表面に損傷が形
成される。そこで、本発明によるSiF4とH2との
混合ガスによるドライクリーニングを行い（第１
図Ｃ）、こののちO2プラズマ処理を行つて高分子
層やレジスト１を除去し（第１図Ｄ）、さらに溶
液処理を行う（第１図Ｅ）。こののち、次の工程
に移行する。
シリコン系の選択エツチングでは、たとえば第
２図に示す処理が行われる。即ち、シリコン基体
４上にSiO2膜５を選択被着し（第２図Ａ）、この
上からSiF4とH2との混合ガスでエツチングを行
うのである（第２図Ｂ）。
２図に示す処理が行われる。即ち、シリコン基体
４上にSiO2膜５を選択被着し（第２図Ａ）、この
上からSiF4とH2との混合ガスでエツチングを行
うのである（第２図Ｂ）。
混合ガスの混合比はトータルの混合ガスに対し
てH2を20〜80容量％の範囲で添加する。特にシ
リコン系をSiO2やSi3N4に対して選択エツチング
する時には、これを約50容量％とすることが好ま
しい。
てH2を20〜80容量％の範囲で添加する。特にシ
リコン系をSiO2やSi3N4に対して選択エツチング
する時には、これを約50容量％とすることが好ま
しい。
装置としては円筒形や平行平板電極形のプラズ
マエツチング装置やRIE装置等を用いることがで
きる。特にSi3N4等をマスクとしてシリコン系を
エツチングする時にはサイドエツチングを減少さ
せるためにRIE装置等を用いることが好ましい。
マエツチング装置やRIE装置等を用いることがで
きる。特にSi3N4等をマスクとしてシリコン系を
エツチングする時にはサイドエツチングを減少さ
せるためにRIE装置等を用いることが好ましい。
本発明によるドライエツチング方法によれば汚
染や照射損傷の無いエツチングを行なえる。又他
のエツチング処理により汚染や照射損傷のあつた
被処理面にドライクリーニングを有効に行なうこ
とができる。これは本発明では炭素を用いないこ
と、Siの被着が生ずるプラズマ条件とSiのエツチ
ングが生ずるプラズマ条件との境界であるプラズ
マ状態を作るような条件を選んでいること等のた
めであると思われる。即ち従前のCF4系ガスでSi
をエツチングした時に生じるSi中の汚染元素を
IMMAで分折すると汚染元素として主にＣ及びＦ
が検出される。本発明のようにSiF4系のガスを使
用すれば半導体装置に有害なＣの汚染を防止でき
る。又本例で用いるSiF4はグロー放電中では分解
しやすくSiの被着が生じやすい。太陽電池用のア
モルフアスシリコン膜はこれを利用して形成され
るものである。次に例を挙げてこの発明について
更に説明する。
染や照射損傷の無いエツチングを行なえる。又他
のエツチング処理により汚染や照射損傷のあつた
被処理面にドライクリーニングを有効に行なうこ
とができる。これは本発明では炭素を用いないこ
と、Siの被着が生ずるプラズマ条件とSiのエツチ
ングが生ずるプラズマ条件との境界であるプラズ
マ状態を作るような条件を選んでいること等のた
めであると思われる。即ち従前のCF4系ガスでSi
をエツチングした時に生じるSi中の汚染元素を
IMMAで分折すると汚染元素として主にＣ及びＦ
が検出される。本発明のようにSiF4系のガスを使
用すれば半導体装置に有害なＣの汚染を防止でき
る。又本例で用いるSiF4はグロー放電中では分解
しやすくSiの被着が生じやすい。太陽電池用のア
モルフアスシリコン膜はこれを利用して形成され
るものである。次に例を挙げてこの発明について
更に説明する。
例 １
ここでは装置としてエツチチヤンネルを有する
円筒形のプラズマエツチング装置を用いる。そし
て反応ガスとしてのSiF4及びH2の混合ガスに付
きH2添加量を変化させた時の各種処理面のエツ
チング特性を測定した。測定条件は圧力0.8ト
ル、高周波電力200Wである。被エツチング物と
しては単結晶Ｐ形シリコン（エツチング面を
（111）面とする）、多結晶シリコン、Ｐ注入多結
晶シリコン、低圧CVDで形成されたSi3N4及び熱
酸化SiO2を用いた。これら被エツチング物のエ
ツチング率をそれぞれ第３図にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅで示す。
円筒形のプラズマエツチング装置を用いる。そし
て反応ガスとしてのSiF4及びH2の混合ガスに付
きH2添加量を変化させた時の各種処理面のエツ
チング特性を測定した。測定条件は圧力0.8ト
ル、高周波電力200Wである。被エツチング物と
しては単結晶Ｐ形シリコン（エツチング面を
（111）面とする）、多結晶シリコン、Ｐ注入多結
晶シリコン、低圧CVDで形成されたSi3N4及び熱
酸化SiO2を用いた。これら被エツチング物のエ
ツチング率をそれぞれ第３図にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅで示す。
この第３図から明らかなようにSiF4のみの時は
Si3N4(D)がエツチングされ、他方SiO2、Si等はほ
とんどエツチングされない。又、観察により単結
晶シリコンの表面荒れが発生した。H2の添加量
を増加して行くとシリコン系即ち単結晶シリコ
ン、多結晶シリコン、Ｐ注入多結晶シリコン等の
エツチング率が上昇して行く。そしてH2の添加
量が20〜80容量％の範囲ではこれらシリコン系の
エツチング率がSiO2、Si3N4に対し非常に大きく
なる。特にH2添加量が約50容量％の時には
SiO2、Si3N4はほとんどエツチングされないのに
対し、単結晶シリコン、多結晶シリコン、Ｐ注入
多結晶シリコンのエツチング率は150〜200Å／
minのピークに達し、Si／SiO2、Si／Si3N4のエツ
チング速度比は数十又はそれ以上と非常に大きく
SiO2及びSi3N4に対してシリコン系の高選択性が
示される。又観察によればシリコン系の表面荒れ
はない。
Si3N4(D)がエツチングされ、他方SiO2、Si等はほ
とんどエツチングされない。又、観察により単結
晶シリコンの表面荒れが発生した。H2の添加量
を増加して行くとシリコン系即ち単結晶シリコ
ン、多結晶シリコン、Ｐ注入多結晶シリコン等の
エツチング率が上昇して行く。そしてH2の添加
量が20〜80容量％の範囲ではこれらシリコン系の
エツチング率がSiO2、Si3N4に対し非常に大きく
なる。特にH2添加量が約50容量％の時には
SiO2、Si3N4はほとんどエツチングされないのに
対し、単結晶シリコン、多結晶シリコン、Ｐ注入
多結晶シリコンのエツチング率は150〜200Å／
minのピークに達し、Si／SiO2、Si／Si3N4のエツ
チング速度比は数十又はそれ以上と非常に大きく
SiO2及びSi3N4に対してシリコン系の高選択性が
示される。又観察によればシリコン系の表面荒れ
はない。
このことから本発明によるドライエツチング方
法をSiO2やSi3N4をマスク又は下地材料としシリ
コン系のエツチングを行なう場合に適用できるこ
とが解る。そしてこの場合には汚染や照射損傷が
極めて少ない。
法をSiO2やSi3N4をマスク又は下地材料としシリ
コン系のエツチングを行なう場合に適用できるこ
とが解る。そしてこの場合には汚染や照射損傷が
極めて少ない。
例 ２
ここではバイポーラトランジスタ等の電極コン
タクト窓明け工程でシリコン基体上のSiO2層を
RIEでエツチングした後ドライクリーニングを行
なつた。
タクト窓明け工程でシリコン基体上のSiO2層を
RIEでエツチングした後ドライクリーニングを行
なつた。
SiF4及びH2の混合ガスにおけるH2の添加量と
しては約50容量％となるようにした。そしてAs
拡散層、Al電極とのコンタクト抵抗を求めた。
コンタクトホールの面積としては約２〜100μm2
の範囲に亘つて測定を行なつた。このコンタクト
抵抗及びそのばらつき（その指標としてσ／
（％）を用いた。ここでσはコンタクト抵抗値の
標準偏差、は測定したコンタクト抵抗の平均値
である。）の測定結果を第４図及び第５図にそれ
ぞれＡで示す。この測定結果は従前のものに比べ
極めて良好なものであつた。
しては約50容量％となるようにした。そしてAs
拡散層、Al電極とのコンタクト抵抗を求めた。
コンタクトホールの面積としては約２〜100μm2
の範囲に亘つて測定を行なつた。このコンタクト
抵抗及びそのばらつき（その指標としてσ／
（％）を用いた。ここでσはコンタクト抵抗値の
標準偏差、は測定したコンタクト抵抗の平均値
である。）の測定結果を第４図及び第５図にそれ
ぞれＡで示す。この測定結果は従前のものに比べ
極めて良好なものであつた。
一般にシリコン基体上のSiO2層をRIEでエツチ
ングすると汚染及び照射損傷が発生し、このため
As拡散層とAl電極とのコンタクト抵抗が増大
し、又コンタクト抵抗値に大きなばらつきが生じ
る。従前もドライクリーニング或いはウエツトク
リーニングを行なつていたが充分ではなかつた。
第４図及び第５図にＢで示すものは酸（H2SO4及
びHNO4）による煮沸及びライトエツチングによ
つて溶液処理を行なつたものであり、Ｃで示すも
のはCF4、Ar及びO2によるドライクリーニング
を施したものである。第４図及び第５図にＢ，Ｃ
で示すこれら従前の物に比らべ本発明によれば極
めて良好な結果を得ることができる。
ングすると汚染及び照射損傷が発生し、このため
As拡散層とAl電極とのコンタクト抵抗が増大
し、又コンタクト抵抗値に大きなばらつきが生じ
る。従前もドライクリーニング或いはウエツトク
リーニングを行なつていたが充分ではなかつた。
第４図及び第５図にＢで示すものは酸（H2SO4及
びHNO4）による煮沸及びライトエツチングによ
つて溶液処理を行なつたものであり、Ｃで示すも
のはCF4、Ar及びO2によるドライクリーニング
を施したものである。第４図及び第５図にＢ，Ｃ
で示すこれら従前の物に比らべ本発明によれば極
めて良好な結果を得ることができる。
以上述べたようにこの発明によればSiO2や
Si3N4等を下地材料又はマスクとしてシリコン系
の選択エツチングを行ない、しかも汚染や照射損
傷を極力押えることができる。そしてこの発明に
よるドライエツチング方法を他のエツチング処理
後のドライクリーニングに用いれば極めて実効が
ある。
Si3N4等を下地材料又はマスクとしてシリコン系
の選択エツチングを行ない、しかも汚染や照射損
傷を極力押えることができる。そしてこの発明に
よるドライエツチング方法を他のエツチング処理
後のドライクリーニングに用いれば極めて実効が
ある。
第１図および第２図は本発明の説明に供する断
面図、第３図〜第５図は同様のグラフである。
面図、第３図〜第５図は同様のグラフである。
Claims (1)
- １ SiF4及びH2の混合ガスでシリコン半導体の
エツチングを行なうドライエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13412482A JPS5923875A (ja) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13412482A JPS5923875A (ja) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | ドライエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5923875A JPS5923875A (ja) | 1984-02-07 |
| JPS6231071B2 true JPS6231071B2 (ja) | 1987-07-06 |
Family
ID=15121020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13412482A Granted JPS5923875A (ja) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5923875A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63183077U (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-25 | ||
| JPH0162723U (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-21 | ||
| JPH01257439A (ja) * | 1987-07-17 | 1989-10-13 | Nippon Flour Mills Co Ltd | パスタ類、麺類の調理方法および調理用耐熱容器、包装麺類 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2654003B2 (ja) * | 1986-06-30 | 1997-09-17 | 株式会社東芝 | ドライエツチング方法 |
| US20060017043A1 (en) | 2004-07-23 | 2006-01-26 | Dingjun Wu | Method for enhancing fluorine utilization |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5565364A (en) * | 1978-11-08 | 1980-05-16 | Toshiba Corp | Etching method |
| US4264409A (en) * | 1980-03-17 | 1981-04-28 | International Business Machines Corporation | Contamination-free selective reactive ion etching or polycrystalline silicon against silicon dioxide |
-
1982
- 1982-07-30 JP JP13412482A patent/JPS5923875A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63183077U (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-25 | ||
| JPH01257439A (ja) * | 1987-07-17 | 1989-10-13 | Nippon Flour Mills Co Ltd | パスタ類、麺類の調理方法および調理用耐熱容器、包装麺類 |
| JPH0162723U (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5923875A (ja) | 1984-02-07 |
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