JPH0210726A - 半導体基板表面の自然酸化膜の除去方法 - Google Patents
半導体基板表面の自然酸化膜の除去方法Info
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- JPH0210726A JPH0210726A JP16209288A JP16209288A JPH0210726A JP H0210726 A JPH0210726 A JP H0210726A JP 16209288 A JP16209288 A JP 16209288A JP 16209288 A JP16209288 A JP 16209288A JP H0210726 A JPH0210726 A JP H0210726A
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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】
〔概要〕
半導体基板表面の自然酸化膜の除去方法に関し、半導体
に損傷や特性の劣化を与えることなく自然酸化膜を除去
することを目的とし、 半導体基板の光エッチングにおいて、一酸化炭素、一酸
化窒素又は不飽和化合物ガスのいずれかを塩素ガスに加
えた減圧雰囲気中に半導体基板を一定時間置いてエツチ
ングを行い、該半導体基板上に形成された自然酸化膜を
除去することを特徴とする半導体基板表面の自然酸化膜
の除去方法から構成する。
に損傷や特性の劣化を与えることなく自然酸化膜を除去
することを目的とし、 半導体基板の光エッチングにおいて、一酸化炭素、一酸
化窒素又は不飽和化合物ガスのいずれかを塩素ガスに加
えた減圧雰囲気中に半導体基板を一定時間置いてエツチ
ングを行い、該半導体基板上に形成された自然酸化膜を
除去することを特徴とする半導体基板表面の自然酸化膜
の除去方法から構成する。
本発明は、半導体基板の処理に関するもので、さらに詳
しくは半導体基板表面の自然酸化膜の除去方法に関する
。
しくは半導体基板表面の自然酸化膜の除去方法に関する
。
半導体表面、特にシリコン表面に形成された自熱酸化膜
を乾式（ドライエツチング）で除去する方法として、従
来は水素ガス、フッ素系ガス及び塩素ガスのそれぞれの
雰囲気中で行っていた。
を乾式（ドライエツチング）で除去する方法として、従
来は水素ガス、フッ素系ガス及び塩素ガスのそれぞれの
雰囲気中で行っていた。
水素ガスを用いる方法では、還元Ｈ２雰囲気中で、約１
０００°Ｃの高温にさらすことにより、自然酸化膜を除
去するようにしているが、この方法ではウェハを直接高
温にさらすため、熱拡散によりウェハ内の不純物濃度分
布の鋭さがぼやけ、しかも高温によって半導体回路構造
にストレスや損傷を与えることが問題となっている。
０００°Ｃの高温にさらすことにより、自然酸化膜を除
去するようにしているが、この方法ではウェハを直接高
温にさらすため、熱拡散によりウェハ内の不純物濃度分
布の鋭さがぼやけ、しかも高温によって半導体回路構造
にストレスや損傷を与えることが問題となっている。
これに対してフッ素系ガスを用いる方法では、低温下で
自然酸化膜を除去することができるが、この方法では、
除去すべき表面の自然酸化膜のみならず、ゲート材や素
子分離用の熱酸化膜をもエンチングしてしまう。さらに
は、反応室が石英の場合に、この石英をもエツチングし
てしまい、塵が発生するといった不都合がある。
自然酸化膜を除去することができるが、この方法では、
除去すべき表面の自然酸化膜のみならず、ゲート材や素
子分離用の熱酸化膜をもエンチングしてしまう。さらに
は、反応室が石英の場合に、この石英をもエツチングし
てしまい、塵が発生するといった不都合がある。
また、塩素ガスを用いる方法でも、低温下で自然酸化膜
を除去することができ、しかもこの方法では石英をエツ
チングすることはないが、この方法によれば自然酸化膜
は完全に除去されずに半導体基板表面上に残留し、シリ
コン基板だけが表面から次第にエツチングされるという
現象が生じる。
を除去することができ、しかもこの方法では石英をエツ
チングすることはないが、この方法によれば自然酸化膜
は完全に除去されずに半導体基板表面上に残留し、シリ
コン基板だけが表面から次第にエツチングされるという
現象が生じる。
自然酸化膜が残留する原理については明確ではないが、
第５図に示すように、自然酸化膜が一瞬、気相に脱離す
るが、電気陰性度の関係で再び基板表面に付着、結合す
る一方、塩素（Ｃ１）とシリコン（Ｓｉ）が結合して、
Ｓ ｉ Ｃ１，となって基板から抜は出るためと考えら
れる。
第５図に示すように、自然酸化膜が一瞬、気相に脱離す
るが、電気陰性度の関係で再び基板表面に付着、結合す
る一方、塩素（Ｃ１）とシリコン（Ｓｉ）が結合して、
Ｓ ｉ Ｃ１，となって基板から抜は出るためと考えら
れる。
このように、従来技術では、半導体基板表面に形成され
た自然酸化膜の除去に伴い、半導体が損傷を受けて特性
が劣化したり、自然酸化膜を充分除去することができな
いという問題がある。
た自然酸化膜の除去に伴い、半導体が損傷を受けて特性
が劣化したり、自然酸化膜を充分除去することができな
いという問題がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、半導体に損傷や特性の劣化を与えることなく自然酸
化膜を確実に除去することを目的とする。
て、半導体に損傷や特性の劣化を与えることなく自然酸
化膜を確実に除去することを目的とする。
（１Ｍ題を解決するための手段）
上記した課題は、半導体裁板の光エン’／−ングにおい
て、一酸化炭素、一酸化窒素又は不飽和化合物ガスを塩
素ガスに加えた減圧雰囲気中に該半導体基板を一定時間
置いてエツチングを行い、該半導体基板上に形成された
自然酸化１１りを除去することを特徴とする半導体ノ、
（板表面の自然酸化膜の除去方法によって解決する。
て、一酸化炭素、一酸化窒素又は不飽和化合物ガスを塩
素ガスに加えた減圧雰囲気中に該半導体基板を一定時間
置いてエツチングを行い、該半導体基板上に形成された
自然酸化１１りを除去することを特徴とする半導体ノ、
（板表面の自然酸化膜の除去方法によって解決する。
本発明は、このような方法を用いるため、減圧雰囲気中
で光エネルギーを受けて活性化した塩素ガスＣｅ”によ
り半導体基板表面〜ヒの酸素ラジカル０９を基板表面か
ら脱離さゼ、かつ、減圧雰囲気中のＣＯ，Ｎｏ等とこの
酸素ラジカルＯＩとを反応さ一１！：、ＣＯ＋Ｏ” →
Ｃｏｔ 、ＮＯ＋Ｏ” −Ｎ０８等に変化させることに
より、！、（仮からｐＨ脱した酸素ラジカルＯ０をその
表面に残留さ・Ｕ゛ることなく完全に除去することが可
能になる。
で光エネルギーを受けて活性化した塩素ガスＣｅ”によ
り半導体基板表面〜ヒの酸素ラジカル０９を基板表面か
ら脱離さゼ、かつ、減圧雰囲気中のＣＯ，Ｎｏ等とこの
酸素ラジカルＯＩとを反応さ一１！：、ＣＯ＋Ｏ” →
Ｃｏｔ 、ＮＯ＋Ｏ” −Ｎ０８等に変化させることに
より、！、（仮からｐＨ脱した酸素ラジカルＯ０をその
表面に残留さ・Ｕ゛ることなく完全に除去することが可
能になる。
（ａ）第１の実施例
第１図は、本発明の実施例に用いる装置の概要図であり
、反応装置ｌの石英チャンバ２内に設けたＲ置台３の上
にシリコン基板４を置き、チャンバ２内を真空ポンプＰ
で引いて減圧しながら、載置台３をヒータ５で加熱する
一方、塩素ガス（Ｃ１２）と一酸化炭素ガス（ＣＯ）を
チャンバ２内へ流し、光［６から出た紫外光をチャンバ
２上部に透過させてシリコン基板４に照射するように構
成されている。
、反応装置ｌの石英チャンバ２内に設けたＲ置台３の上
にシリコン基板４を置き、チャンバ２内を真空ポンプＰ
で引いて減圧しながら、載置台３をヒータ５で加熱する
一方、塩素ガス（Ｃ１２）と一酸化炭素ガス（ＣＯ）を
チャンバ２内へ流し、光［６から出た紫外光をチャンバ
２上部に透過させてシリコン基板４に照射するように構
成されている。
この反応装置１内において、塩素（Ｃｆｆｉ＊ ）は紫
外光下でラジカルＣ１′となり、基板４上のＳｉＯ□膜
４ａの酸素を離脱させる。また、チャンバ２内の一酸化
炭素ガス（ＣＯ）は、Ｃ１１により基板表面から遊離し
た酸素ラジカルＯ０を捕らえて二酸化炭素（ＣＯりとな
る。この場合、わずかに基板４のシリコンが離脱する。
外光下でラジカルＣ１′となり、基板４上のＳｉＯ□膜
４ａの酸素を離脱させる。また、チャンバ２内の一酸化
炭素ガス（ＣＯ）は、Ｃ１１により基板表面から遊離し
た酸素ラジカルＯ０を捕らえて二酸化炭素（ＣＯりとな
る。この場合、わずかに基板４のシリコンが離脱する。
さらに上記した実施例を具体的に説明すると、チャンバ
２内を１０〜２Ｑ丁ｏｒｒに減圧し、載置台３を１００
〜５００℃に加熱し、チャンバ２内に高純度の塩素ガス
を１０〜１００ｃｃ／ｓｉｎの流量で加え、同時に一酸
化炭素ガスを０．１〜２０ ｃｃ／２ｍ１ｎの流量で流
す。この状態において、２００〜４００ｎｍの波長の紫
外光をｌＯ〜１００１１１１／ｅ１１”の強度で基板に
垂直に照射する。この状態を１〜２分間保持する。
２内を１０〜２Ｑ丁ｏｒｒに減圧し、載置台３を１００
〜５００℃に加熱し、チャンバ２内に高純度の塩素ガス
を１０〜１００ｃｃ／ｓｉｎの流量で加え、同時に一酸
化炭素ガスを０．１〜２０ ｃｃ／２ｍ１ｎの流量で流
す。この状態において、２００〜４００ｎｍの波長の紫
外光をｌＯ〜１００１１１１／ｅ１１”の強度で基板に
垂直に照射する。この状態を１〜２分間保持する。
第２図（ａ）〜（ｃ）は、以上の条件におけるシリコン
基板表面の状態の変化の様子を示した断面図であって、
上記した方法によると、塩素ガスは紫外光下で塩素ラジ
カルＣ１０となり（第２図（ａ））、これがシリコン基
板４表面に自然酸化膜（ＳｉＯｘ膜）４ａを形成してい
るＯを表面から脱離させて酸素ラジカルＯ′″とし、次
に−ｆｌｌ化炭素（ＣＯ）と反応してＣＯ□となるため
に（第２図（ｂ））、脱離した酸素ラジカルＯＬが再び
シリコン基板４表面に戻ることがなくなる。基板４の表
面から酸素０′″が脱離した後は、シリコン基板４のシ
リコン（Ｓｉ）がｃｊ！”と反応して５ｔＣｌ、となっ
て気化し、エツチングされてい（ことになる。
基板表面の状態の変化の様子を示した断面図であって、
上記した方法によると、塩素ガスは紫外光下で塩素ラジ
カルＣ１０となり（第２図（ａ））、これがシリコン基
板４表面に自然酸化膜（ＳｉＯｘ膜）４ａを形成してい
るＯを表面から脱離させて酸素ラジカルＯ′″とし、次
に−ｆｌｌ化炭素（ＣＯ）と反応してＣＯ□となるため
に（第２図（ｂ））、脱離した酸素ラジカルＯＬが再び
シリコン基板４表面に戻ることがなくなる。基板４の表
面から酸素０′″が脱離した後は、シリコン基板４のシ
リコン（Ｓｉ）がｃｊ！”と反応して５ｔＣｌ、となっ
て気化し、エツチングされてい（ことになる。
第３図は、オージェ電子エネルギーに対するシリコン基
板表面のスペクトルを示す特性図で、本発明の処理を行
ってエツチングを行った場合（第３図（ａ））は、従来
の塩素のみの場合（同図（ｂ））と比較すると、ＳｉＯ
＊＃４ａに由来する波形が完全に消失することが、実験
的に確認された。
板表面のスペクトルを示す特性図で、本発明の処理を行
ってエツチングを行った場合（第３図（ａ））は、従来
の塩素のみの場合（同図（ｂ））と比較すると、ＳｉＯ
＊＃４ａに由来する波形が完全に消失することが、実験
的に確認された。
第４図は、光・時間に対するエツチングの深さで、従来
のような塩素ガス（Ｃ１２）のみの場合は一定の割合で
深くなる。これは、第５図に示すように一旦遊離した酸
素ラジカル０１は電気陰性度の関係で再び表面でＳＩと
結合するためであると考えられる。
のような塩素ガス（Ｃ１２）のみの場合は一定の割合で
深くなる。これは、第５図に示すように一旦遊離した酸
素ラジカル０１は電気陰性度の関係で再び表面でＳＩと
結合するためであると考えられる。
これに対し、ＣｌよにＣＯを加えた場合は、光時間軸上
Ｔ、の点まではエツチングが低速で進行し、その後急速
に進行する（第４図実線り。これは、ＴＬの点までは基
板４表面の自然酸化膜がエツチングされ、それ以降は基
板４のＳｉがエツチングされるためと考えられる。
Ｔ、の点まではエツチングが低速で進行し、その後急速
に進行する（第４図実線り。これは、ＴＬの点までは基
板４表面の自然酸化膜がエツチングされ、それ以降は基
板４のＳｉがエツチングされるためと考えられる。
（ｂ）第２の実施例
本発明の第２実施例は、第１実施例と同じ条件の下で、
塩素ガスと一酸化炭素ガスを加えた減圧雰囲気中でシリ
コン基板４表面上の自然酸化膜４ａを除去するものであ
るが、第１の実施例との相違点は、塩素ガスと一酸化炭
素ガス（ＣＯ）を同時に加えて１〜５分経過後、一酸化
炭素ガスの供給を先に止める一方、塩素ガスをしばらく
送り続けるようにするものである。
塩素ガスと一酸化炭素ガスを加えた減圧雰囲気中でシリ
コン基板４表面上の自然酸化膜４ａを除去するものであ
るが、第１の実施例との相違点は、塩素ガスと一酸化炭
素ガス（ＣＯ）を同時に加えて１〜５分経過後、一酸化
炭素ガスの供給を先に止める一方、塩素ガスをしばらく
送り続けるようにするものである。
このようにすると、シリコン基板４表面上に吸着して残
っている一酸化炭素（ＣＯ）を完全に除去することがで
き、この実施例によれば、基板表面がより良好な状態と
なる。
っている一酸化炭素（ＣＯ）を完全に除去することがで
き、この実施例によれば、基板表面がより良好な状態と
なる。
（ｃ）その他の実施例
以上は、一酸化炭素のみ説明したが、一酸化窒素（ＮＯ
）や不飽和酸素化合物ガスを用いても同様の結果が得ら
れる。
）や不飽和酸素化合物ガスを用いても同様の結果が得ら
れる。
この場合、一酸化窒素（ＮＯ）は基板４表面の０と結合
して、二酸化窒素（Ｎｏ□）となり、ＳｉＯ，１１４ａ
を除去することができる。
して、二酸化窒素（Ｎｏ□）となり、ＳｉＯ，１１４ａ
を除去することができる。
以上述べたように、本発明は、半導体基板の光エッチン
グにおいて、一酸化炭素、二酸化炭素又は不飽和酸素化
合物ガスを塩素ガスの減圧雰囲気中に加えたので、塩素
ラジカルにより離脱した半導体基板表面の酸素ラジカル
が捉えられて二酸化炭素等となり、基板表面上の自然酸
化膜を完全に除去することができ、しかも、半導体に損
傷や特性の劣化を与えることがない。
グにおいて、一酸化炭素、二酸化炭素又は不飽和酸素化
合物ガスを塩素ガスの減圧雰囲気中に加えたので、塩素
ラジカルにより離脱した半導体基板表面の酸素ラジカル
が捉えられて二酸化炭素等となり、基板表面上の自然酸
化膜を完全に除去することができ、しかも、半導体に損
傷や特性の劣化を与えることがない。
また、このような工程の最後に塩素のみを加えた減圧雰
囲気中で光エッチングを行えば、基板表面がより良好な
状態となる。
囲気中で光エッチングを行えば、基板表面がより良好な
状態となる。
第１図は、本発明に用いる装置の一例を示す概要図、
第２図は、本発明により半導体基板表面の変化を示す基
板断面図、 第３図は、本発明と従来の方法による基板表面のスペク
トル図、 第４図は、光・時間に対するエツチング深さの特性図、 第５図は、従来の方法による基板表面の状態を示す断面
図である。 （符号の説明） ｌ・・・反応装置、 ２・・・チャンバ、 ４・・・基板、 ４ａ・・・Ｓｉｎ、膜、 ５・・・ヒータ、 ６・・・光源。
板断面図、 第３図は、本発明と従来の方法による基板表面のスペク
トル図、 第４図は、光・時間に対するエツチング深さの特性図、 第５図は、従来の方法による基板表面の状態を示す断面
図である。 （符号の説明） ｌ・・・反応装置、 ２・・・チャンバ、 ４・・・基板、 ４ａ・・・Ｓｉｎ、膜、 ５・・・ヒータ、 ６・・・光源。
Claims (2)
- （１）半導体基板の光エッチングにおいて、一酸化炭素
、一酸化窒素又は不飽和化合物ガスのいずれかを塩素ガ
スに加えた減圧雰囲気中に半導体基板を一定時間置いて
エッチングを行い、該半導体基板上に形成された自然酸
化膜を除去することを特徴とする半導体基板表面の自然
酸化膜の除去方法。 - （２）半導体基板の光エッチングにおいて、一酸化炭素
、一酸化窒素又は不飽和化合物ガスのいずれかを塩素ガ
スに加えた減圧雰囲気中に半導体基板を一定時間置いて
エッチングを行い、最後に、前記減圧雰囲気を塩素ガス
のみの減圧雰囲気として、該半導体基板上に形成された
自然酸化膜を除去することを特徴とする半導体基板表面
の自然酸化膜の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63162092A JP2640828B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 半導体基板表面の自然酸化膜の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63162092A JP2640828B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 半導体基板表面の自然酸化膜の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210726A true JPH0210726A (ja) | 1990-01-16 |
| JP2640828B2 JP2640828B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=15747922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63162092A Expired - Lifetime JP2640828B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 半導体基板表面の自然酸化膜の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2640828B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992022084A1 (en) * | 1991-05-21 | 1992-12-10 | Advantage Production Technology, Inc. | Organic preclean for improving vapor phase wafer etch uniformity |
| US5302236A (en) * | 1990-10-19 | 1994-04-12 | Tokyo Electron Limited | Method of etching object to be processed including oxide or nitride portion |
| JP2006175765A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Ricoh Printing Systems Ltd | シリコン部材の陽極接合法及びこれを用いたインクジェットヘッド製造方法並びにインクジェットヘッド及びこれを用いたインクジェット記録装置 |
| JP2010278468A (ja) * | 2010-08-17 | 2010-12-09 | Tokyo Electron Ltd | 被処理体の処理方法、処理装置、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラム |
| WO2023250363A1 (en) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | Nutech Ventures | Titanium alloy powder reconditioning for 3d additive manufacturing |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS622622A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Nec Corp | 表面処理方法 |
-
1988
- 1988-06-28 JP JP63162092A patent/JP2640828B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS622622A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Nec Corp | 表面処理方法 |
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| JP2010278468A (ja) * | 2010-08-17 | 2010-12-09 | Tokyo Electron Ltd | 被処理体の処理方法、処理装置、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラム |
| WO2023250363A1 (en) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | Nutech Ventures | Titanium alloy powder reconditioning for 3d additive manufacturing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2640828B2 (ja) | 1997-08-13 |
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