JPH0624197B2 - 表面保護方法 - Google Patents
表面保護方法Info
- Publication number
- JPH0624197B2 JPH0624197B2 JP7205587A JP7205587A JPH0624197B2 JP H0624197 B2 JPH0624197 B2 JP H0624197B2 JP 7205587 A JP7205587 A JP 7205587A JP 7205587 A JP7205587 A JP 7205587A JP H0624197 B2 JPH0624197 B2 JP H0624197B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- gas
- layer
- carbon
- protective film
- 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 - Lifetime
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子デバイス等の製造プロセスに用いられる
表面保護方法に関するものである。
表面保護方法に関するものである。
（従来の技術） 従来、例えば、Si表面は自然酸化膜が形成され、これが
Si表面の保護膜となるとともに、逆に障害となる場合が
あった。すなわち絶縁層となり、正規の結晶成長が困難
となったり、又、金属電極などを形成する場合には、こ
の絶縁層のために、コンタクト抵抗が増加したりしてい
た。これを解決するための従来技術としては、上記自然
酸化膜を除去するために、フッ酸によるウェットエッチ
ングや、800゜以上の高温熱処理やArイオンによる物理
スパッタリングによっていた。
Si表面の保護膜となるとともに、逆に障害となる場合が
あった。すなわち絶縁層となり、正規の結晶成長が困難
となったり、又、金属電極などを形成する場合には、こ
の絶縁層のために、コンタクト抵抗が増加したりしてい
た。これを解決するための従来技術としては、上記自然
酸化膜を除去するために、フッ酸によるウェットエッチ
ングや、800゜以上の高温熱処理やArイオンによる物理
スパッタリングによっていた。
（発明が解決しようとする問題点） ウェットエッチング法では、他の部分に酸化膜がある
と、それもエッチングされ、目的とする工程形状が確保
できない。一方、高温熱処理は、高温による半導体中の
不純物分布の再分布化が起こったり、高温に耐えない材
料が同一基板上にある場合には利用できない。Arによる
物理的スパッタリングでは、物理スパッタによる損傷は
さけられない。
と、それもエッチングされ、目的とする工程形状が確保
できない。一方、高温熱処理は、高温による半導体中の
不純物分布の再分布化が起こったり、高温に耐えない材
料が同一基板上にある場合には利用できない。Arによる
物理的スパッタリングでは、物理スパッタによる損傷は
さけられない。
そこで、本発明の目的は、上記のような欠点を除去せし
めて、自然酸化膜の発生しにくい保護膜表面を形成し、
必要に応じてその保護膜を低温、低損傷で除去しうる方
法を提供することにある。
めて、自然酸化膜の発生しにくい保護膜表面を形成し、
必要に応じてその保護膜を低温、低損傷で除去しうる方
法を提供することにある。
（問題を解決するための手段） 本発明の表面保護方法は、ドライエッチングあるいはド
ライ成膜工程後、試料を大気中に取り出し、ハロカーボ
ンガスあるいはそれを含むガスを放電させ、表面保護膜
を形成し、次工程前に、前記表面保護膜をエッチングで
きるガスを導きDeepUV光照射して上記表面保護膜を除去
し、ひきつづき真空中で次の工程を行うことを特徴とし
ている。
ライ成膜工程後、試料を大気中に取り出し、ハロカーボ
ンガスあるいはそれを含むガスを放電させ、表面保護膜
を形成し、次工程前に、前記表面保護膜をエッチングで
きるガスを導きDeepUV光照射して上記表面保護膜を除去
し、ひきつづき真空中で次の工程を行うことを特徴とし
ている。
（作用） 本発明は、上述の構成をとることにより、従来技術の問
題点を解決した。例えば、プラズマエッチング、リアク
ティブスパッタエッチング、成膜工程後、大気中に試料
を取り出し真空チャンバー内において、CF4,CHF3,CF4+H
２等のハロカーボンガスあるいはそれを含むガスによる
ガスプラズマ処理を行う。その後、外気中にとり出し、
次のプロセスに入る直前に、例えば、成膜工程であれば
同一チャンバかそれと真空中で連結された真空チャンバ
ー内で、Cl2,F2などを用いた光エッチングを行う。する
と、光にカーボンのハロゲン化物によるガスでプラズマ
処理した表面は、きわめて、酸化されにくいため、光エ
ッチングにより容易に除去することができ、除去された
表面には、酸化膜や大気中からのカーボン汚染のないき
れいな表面が現われ、その後工程にきわめて有利にな
る。
題点を解決した。例えば、プラズマエッチング、リアク
ティブスパッタエッチング、成膜工程後、大気中に試料
を取り出し真空チャンバー内において、CF4,CHF3,CF4+H
２等のハロカーボンガスあるいはそれを含むガスによる
ガスプラズマ処理を行う。その後、外気中にとり出し、
次のプロセスに入る直前に、例えば、成膜工程であれば
同一チャンバかそれと真空中で連結された真空チャンバ
ー内で、Cl2,F2などを用いた光エッチングを行う。する
と、光にカーボンのハロゲン化物によるガスでプラズマ
処理した表面は、きわめて、酸化されにくいため、光エ
ッチングにより容易に除去することができ、除去された
表面には、酸化膜や大気中からのカーボン汚染のないき
れいな表面が現われ、その後工程にきわめて有利にな
る。
（実施例） 以下に本発明の一実施例を示す。
第１図 (a)〜(c) は、本発明の手法をSiO2エッチング
後、レジスト灰化し、その後、CVD 成膜を行うような従
来プロセスに応用した例を示したものである。まず (a)
図において CF4系のガスでレジストマスク11でSiO212を
エッチングした後、大気中に取り出す。エッチングした
表面は、Si基板１３上に汚染層（コンタミネーション
層、以下コンタミ層と略称する）14が形成される。この
層は、エッチング中のスパッタ物、特に、レジストから
の酵素、カーボン、あるいはガス中に含まれているフッ
素やカーボンが含まれている。このコンタミ層14はSIMS
分析で約150Å程度とわかった。さらに次の (b)図の酸
素プラズマ中のレジスト灰化により、除去されず残る。
次のそのまま、光エッチングでこのコンタミ層14を除去
するには、まず、HFの水溶液でコンタミ層上の自然酸化
膜、あるいはエッチング中にマスクへのスパッタで入っ
たと思われる酵素によるコンタミ層上のうすい酸化膜を
除去してやらねばならない。すると、ウェットプロセス
が入るし、又、必要とするSiO212までがエッチングされ
てしまう。そこで本発明では第１図(a) の酵素プラズマ
によるレジスト11の灰化後、同一チャンバーで、または
別のチャンバーへ取り出し CF4を流し、約30秒間プラズ
マを立て表面処理を行う。すると、Si基板13上のコンタ
ミ層14上のうすい酸化膜が除去され、かつ、表面がカー
ボンとフッ素に置きかわった (b)図に示す処理保護層15
が形成される。この処理保護層15の厚さは20〜30Å程度
で、その下には、(a) 図に示したSiO212をエッチングし
た際のコンタミ層がまだ100Å程度残っている。次に、
成長工程に移るが、この成膜装置には、真空中でＣｌ２
又はF2ガスを流しながら、DeepUV光を照射できる装置例
えばエキシマレーザ装置やHgランプがある。第１図 (c)
において、真空排気しながらＣｌ２ガスを流し、圧力を
600ｍTorrにしてDeepUV光を照射すると、Ｃｌ２ガスが
DeepUV光により分解し、Ｃｌラジカルが発生する。この
発生したＣｌラジカルは、容易に処理保護層15およびそ
の下地となっているコンタミ層14をエッチングできる。
第２図は、このＣｌ２光エッチングにおけるＣｌ２圧力
とエッチング速度の関係を示したものである。約150Å
程度のコンタミ層であるから、１分〜２分で処理するに
は、約50〜70Å/ｍinのエッチング速度になるＣｌ２圧
力を選べばよいことになる。第３図は、Ｃｌ２光エッチ
ング時間のコンタミ層エッチング時のカーボンやフッ素
の濃度を Auger分析により測定したものである。約２分
のエッチングで保護層と、コンタミ層が除去されている
ことがわかる。カーボン濃度は空気中の炭酸ガスによる
カーボン汚染のほぼ同じレベルまで下がる。
後、レジスト灰化し、その後、CVD 成膜を行うような従
来プロセスに応用した例を示したものである。まず (a)
図において CF4系のガスでレジストマスク11でSiO212を
エッチングした後、大気中に取り出す。エッチングした
表面は、Si基板１３上に汚染層（コンタミネーション
層、以下コンタミ層と略称する）14が形成される。この
層は、エッチング中のスパッタ物、特に、レジストから
の酵素、カーボン、あるいはガス中に含まれているフッ
素やカーボンが含まれている。このコンタミ層14はSIMS
分析で約150Å程度とわかった。さらに次の (b)図の酸
素プラズマ中のレジスト灰化により、除去されず残る。
次のそのまま、光エッチングでこのコンタミ層14を除去
するには、まず、HFの水溶液でコンタミ層上の自然酸化
膜、あるいはエッチング中にマスクへのスパッタで入っ
たと思われる酵素によるコンタミ層上のうすい酸化膜を
除去してやらねばならない。すると、ウェットプロセス
が入るし、又、必要とするSiO212までがエッチングされ
てしまう。そこで本発明では第１図(a) の酵素プラズマ
によるレジスト11の灰化後、同一チャンバーで、または
別のチャンバーへ取り出し CF4を流し、約30秒間プラズ
マを立て表面処理を行う。すると、Si基板13上のコンタ
ミ層14上のうすい酸化膜が除去され、かつ、表面がカー
ボンとフッ素に置きかわった (b)図に示す処理保護層15
が形成される。この処理保護層15の厚さは20〜30Å程度
で、その下には、(a) 図に示したSiO212をエッチングし
た際のコンタミ層がまだ100Å程度残っている。次に、
成長工程に移るが、この成膜装置には、真空中でＣｌ２
又はF2ガスを流しながら、DeepUV光を照射できる装置例
えばエキシマレーザ装置やHgランプがある。第１図 (c)
において、真空排気しながらＣｌ２ガスを流し、圧力を
600ｍTorrにしてDeepUV光を照射すると、Ｃｌ２ガスが
DeepUV光により分解し、Ｃｌラジカルが発生する。この
発生したＣｌラジカルは、容易に処理保護層15およびそ
の下地となっているコンタミ層14をエッチングできる。
第２図は、このＣｌ２光エッチングにおけるＣｌ２圧力
とエッチング速度の関係を示したものである。約150Å
程度のコンタミ層であるから、１分〜２分で処理するに
は、約50〜70Å/ｍinのエッチング速度になるＣｌ２圧
力を選べばよいことになる。第３図は、Ｃｌ２光エッチ
ング時間のコンタミ層エッチング時のカーボンやフッ素
の濃度を Auger分析により測定したものである。約２分
のエッチングで保護層と、コンタミ層が除去されている
ことがわかる。カーボン濃度は空気中の炭酸ガスによる
カーボン汚染のほぼ同じレベルまで下がる。
次にこの原理であるが、Si表面は酸化されやすいが本発
明のプラズマ処理による処理保護層は、きわめて酸化さ
れにくいことに起因する。このことを示す例を以下に示
す。
明のプラズマ処理による処理保護層は、きわめて酸化さ
れにくいことに起因する。このことを示す例を以下に示
す。
表１は、Ｃｌ２ガス、XeF2ガスでSiのエッチング速度お
よび、同様にＣｌ２又は、XeF2でエッチング直後、真空
をやぶらずに、ガスを CF4に変えて、プラズマ処理した
試料のＣｌ２光エッチングの光エッチング速度を示した
ものである。すなわち、CF４処理しない２種の光エッチ
ング速度は、約20Å/ｍinおよび約14Å/ｍinであるのに
対し、CF４処理したSiの光エッチング速度は、約 100Å
/ｍinと大きい。すなわち、Ｃｌ２やXeF2などのハロゲ
ン原子にさらされたSi表面にきわめて酸化されやすく、
光エッチング速度が小さい。一方、CF４のように、ハロ
ゲンを含んでいてもカーボンを含んでいるため、その表
面はきわめて酸化されにくい。すわなわち、光エッチン
グで大きなエッチング速度が得られる。次に第３図の A
uger分析の結果のグラフにおいて、光エッチング時間が
この条件では２分以内すなわち、カーボンの濃度が高い
うちは、酸素濃度が低く、光エッチング時間が長くな
り、カーボン濃度が下がりSi表面が現れはじめると、酸
素濃度が増加している。このことからも、カーボンを含
む層は、酸化されにくく、その結果、光エッチングとい
う低温、低損傷のプロセスにおいて、下地Si基板等に損
傷をあたえることなくコンタミ層も除去できる。
よび、同様にＣｌ２又は、XeF2でエッチング直後、真空
をやぶらずに、ガスを CF4に変えて、プラズマ処理した
試料のＣｌ２光エッチングの光エッチング速度を示した
ものである。すなわち、CF４処理しない２種の光エッチ
ング速度は、約20Å/ｍinおよび約14Å/ｍinであるのに
対し、CF４処理したSiの光エッチング速度は、約 100Å
/ｍinと大きい。すなわち、Ｃｌ２やXeF2などのハロゲ
ン原子にさらされたSi表面にきわめて酸化されやすく、
光エッチング速度が小さい。一方、CF４のように、ハロ
ゲンを含んでいてもカーボンを含んでいるため、その表
面はきわめて酸化されにくい。すわなわち、光エッチン
グで大きなエッチング速度が得られる。次に第３図の A
uger分析の結果のグラフにおいて、光エッチング時間が
この条件では２分以内すなわち、カーボンの濃度が高い
うちは、酸素濃度が低く、光エッチング時間が長くな
り、カーボン濃度が下がりSi表面が現れはじめると、酸
素濃度が増加している。このことからも、カーボンを含
む層は、酸化されにくく、その結果、光エッチングとい
う低温、低損傷のプロセスにおいて、下地Si基板等に損
傷をあたえることなくコンタミ層も除去できる。
上記実施例では真空排気しながらＣｌ２ガスを流し、De
epUV光を照射したが、Ｃｌ２ガスを一たんチャンバー内
に導入し、真空排気を止め、Ｃｌ２雰囲気にしてDeepUV
を照射しても処理保護層15とコンタミ層14を除去でき
る。
epUV光を照射したが、Ｃｌ２ガスを一たんチャンバー内
に導入し、真空排気を止め、Ｃｌ２雰囲気にしてDeepUV
を照射しても処理保護層15とコンタミ層14を除去でき
る。
更にＣｌ２ガスをチャンバー内に導入し、試料表面に吸
着させＣｌ２ガスを排気し、この吸着ガスにDeepUVを照
射してもよい。この場合はエッチング速度は低下するが
エッチング速度の制御性が良くなる。
着させＣｌ２ガスを排気し、この吸着ガスにDeepUVを照
射してもよい。この場合はエッチング速度は低下するが
エッチング速度の制御性が良くなる。
（発明の効果） 本発明の表面処理保護層の形成と、それを必要に応じ
て、光エッチングにより除去してしまう方法、すなわ
ち、外気中にさらしても、表面酸化膜の形成されない表
面が得られた。この効果は、先に述べた、第３図の Aug
er分析の結果や、表１の光エッチングの結果から十分確
認できた。
て、光エッチングにより除去してしまう方法、すなわ
ち、外気中にさらしても、表面酸化膜の形成されない表
面が得られた。この効果は、先に述べた、第３図の Aug
er分析の結果や、表１の光エッチングの結果から十分確
認できた。
又、この方法は結晶成長前の表面保護膜にも当然使うこ
とができ、低温、低損傷により、カーボンやその他の不
純物のない試料表面が得られ、半導体プロセス等におけ
る従来技術における自然酸化膜の除去という大きな問題
を完全に改善した。
とができ、低温、低損傷により、カーボンやその他の不
純物のない試料表面が得られ、半導体プロセス等におけ
る従来技術における自然酸化膜の除去という大きな問題
を完全に改善した。
第１図 (a)〜(c) は、本発明の一実施例を示す概略断面
図、第２図はSiのエッチング速度のＣｌ２圧力依存性を
示す図、第３図は、本発明の効果を示すカーボン等の不
純物の除去の様子を示す Auger分析結果の図である。 11……レジストマスク、12……SiO2 13……Si基板、14……コンタミ層 15……処理保護層、16……DeepUV光
図、第２図はSiのエッチング速度のＣｌ２圧力依存性を
示す図、第３図は、本発明の効果を示すカーボン等の不
純物の除去の様子を示す Auger分析結果の図である。 11……レジストマスク、12……SiO2 13……Si基板、14……コンタミ層 15……処理保護層、16……DeepUV光
Claims (1)
- 【請求項１】ドライエッチングあるいは、ドライ成膜工
程後、試料を大気中に取り出し、ハロカーボンガス、あ
るいは、それを含むガスを放電させ、表面保護膜を形成
し、次工程前に、上記表面保護膜をエッチングできるガ
スを導き、光照射して、上記表面保護膜を除去し、ひき
つづき、真空中で、次の工程を行うことを特徴とする表
面保護方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7205587A JPH0624197B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 表面保護方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7205587A JPH0624197B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 表面保護方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63237419A JPS63237419A (ja) | 1988-10-03 |
| JPH0624197B2 true JPH0624197B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=13478316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7205587A Expired - Lifetime JPH0624197B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 表面保護方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624197B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09190979A (ja) | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Nec Corp | 選択シリコンエピタキシャル成長方法及び成長装置 |
| DE102010042869A1 (de) * | 2010-10-25 | 2012-04-26 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von polykristallinen Siliciumstäben |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP7205587A patent/JPH0624197B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63237419A (ja) | 1988-10-03 |
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