JPH07169754A - 半導体装置のエッチング損傷を減少させるための方法 - Google Patents
半導体装置のエッチング損傷を減少させるための方法Info
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- JPH07169754A JPH07169754A JP6275777A JP27577794A JPH07169754A JP H07169754 A JPH07169754 A JP H07169754A JP 6275777 A JP6275777 A JP 6275777A JP 27577794 A JP27577794 A JP 27577794A JP H07169754 A JPH07169754 A JP H07169754A
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- H10P50/287—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of organic materials by chemical means
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】二酸化シリコン層を備えたシリコン多層装置の
エッチング損傷を低減する。 【構成】シリコン多層装置をエッチング後にガスプラズ
マに暴露して整形する。
エッチング損傷を低減する。 【構成】シリコン多層装置をエッチング後にガスプラズ
マに暴露して整形する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンのエッチング
による損傷の減少方法に関する。
による損傷の減少方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術において、半導体装置の製造
には通常パターン化エッチングが必要であることが知ら
れている。これは、ハロゲンやハロゲンを含む化合物等
の液体つまりウェット・エッチング材料を用いて、これ
らの素子の特徴(features)を含むある層のエッチングを
するものである。たとえば、公知のエッチング材料のひ
とつとして、塩素がある。塩素は、エッチング工程にお
いて、塩素ガスまたは塩酸などとして存在することがで
きる。塩素は、半導体を等方的に、すなわち横方向にも
垂直方向にもエッチングする。この結果として、レジス
ト像よりも小さい線幅を有する形にエッチングされる。
には通常パターン化エッチングが必要であることが知ら
れている。これは、ハロゲンやハロゲンを含む化合物等
の液体つまりウェット・エッチング材料を用いて、これ
らの素子の特徴(features)を含むある層のエッチングを
するものである。たとえば、公知のエッチング材料のひ
とつとして、塩素がある。塩素は、エッチング工程にお
いて、塩素ガスまたは塩酸などとして存在することがで
きる。塩素は、半導体を等方的に、すなわち横方向にも
垂直方向にもエッチングする。この結果として、レジス
ト像よりも小さい線幅を有する形にエッチングされる。
【０００３】エッチングはまた、気相においても行うこ
とができる。この場合、プラズマ・エッチング、イオン
・ビーム・エッチング、反応性イオン・エッチング等の
公知の技術が用いられる。ガス・プラズマ技術を用いる
場合、通常高周波放電によって生じるガス状イオンを用
いて本質的に異方性のエッチングが得られる。ガス・プ
ラズマ・エッチングにおいては、表面のエッチングの必
要な部分が気化したイオンと被処理表面間の化学反応に
よって除去される。この異方性工程では、エッチングは
垂直方向のみに、または主として垂直方向になされるの
で、エッチングされた形の幅は、フォトレジストのパタ
ーンの幅と略一致する。
とができる。この場合、プラズマ・エッチング、イオン
・ビーム・エッチング、反応性イオン・エッチング等の
公知の技術が用いられる。ガス・プラズマ技術を用いる
場合、通常高周波放電によって生じるガス状イオンを用
いて本質的に異方性のエッチングが得られる。ガス・プ
ラズマ・エッチングにおいては、表面のエッチングの必
要な部分が気化したイオンと被処理表面間の化学反応に
よって除去される。この異方性工程では、エッチングは
垂直方向のみに、または主として垂直方向になされるの
で、エッチングされた形の幅は、フォトレジストのパタ
ーンの幅と略一致する。
【０００４】半導体の構造として、シリコン基板の上に
成長、堆積あるいはその双方により二酸化ケイ素の層を
含ませるものが可能である。しかし、シリコン上の二酸
化ケイ素をプラズマ・エッチングすると、イオン、高エ
ネルギー中性物質、化学基、その他の種類のプラズマの
衝撃効果によってシリコンの格子の損傷を引き起こすこ
とが知られている。シリコンが損傷すると、ゲート酸化
物の完全さ(integrity)が低下し、酸化物成長率(oxidat
ion growth rates)が妨げられるという影響があること
がわかっている。現在、この損傷を減少させる技術は、
エッチング材の設計とエッチング工程のパラメータに集
中しており、成功の度合もまちまちである。
成長、堆積あるいはその双方により二酸化ケイ素の層を
含ませるものが可能である。しかし、シリコン上の二酸
化ケイ素をプラズマ・エッチングすると、イオン、高エ
ネルギー中性物質、化学基、その他の種類のプラズマの
衝撃効果によってシリコンの格子の損傷を引き起こすこ
とが知られている。シリコンが損傷すると、ゲート酸化
物の完全さ(integrity)が低下し、酸化物成長率(oxidat
ion growth rates)が妨げられるという影響があること
がわかっている。現在、この損傷を減少させる技術は、
エッチング材の設計とエッチング工程のパラメータに集
中しており、成功の度合もまちまちである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、半導体装
置の性能に有害なシリコンのエッチング損傷を大幅に減
少させる方法が必要とされている。プラズマ・エッチン
グ後のシリコン損傷は、酸化物の再成長の不完全さ、ケ
イ化物の生成の問題、接触抵抗の問題、その他多くの集
積回路製造上の問題に関連している。従って、エッチン
グ損傷の逓減が本発明の課題である。
置の性能に有害なシリコンのエッチング損傷を大幅に減
少させる方法が必要とされている。プラズマ・エッチン
グ後のシリコン損傷は、酸化物の再成長の不完全さ、ケ
イ化物の生成の問題、接触抵抗の問題、その他多くの集
積回路製造上の問題に関連している。従って、エッチン
グ損傷の逓減が本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】通常半導体装置である多
層構造は、本発明の方法にしたがってエッチングされ、
それによって形成され損傷を受けエッチングされた半導
体装置はエッチング後に後処理される。本発明では、こ
の後処理に焦点をあてて、上述の課題を達成している。
このエッチング後の後処理（以下、単に後処理とも称す
る）は、損傷を受けたシリコンを整形ガスの降下流プラ
ズマにさらすことによって達成され、その結果、酸化物
の再成長が本質的に増加し、ゲート酸化物の質が大きく
向上する。
層構造は、本発明の方法にしたがってエッチングされ、
それによって形成され損傷を受けエッチングされた半導
体装置はエッチング後に後処理される。本発明では、こ
の後処理に焦点をあてて、上述の課題を達成している。
このエッチング後の後処理（以下、単に後処理とも称す
る）は、損傷を受けたシリコンを整形ガスの降下流プラ
ズマにさらすことによって達成され、その結果、酸化物
の再成長が本質的に増加し、ゲート酸化物の質が大きく
向上する。
【０００７】より明確には、本発明により、損傷エッチ
ングされた半導体装置のエッチング後の後処理が提供さ
れる。この後処理は、エッチング領域にシリコン層の表
面に堆積したまたは成長した二酸化ケイ素の層を含む複
数の層を有するエッチングされていない半導体装置を準
備することを含む。このエッチングされていない半導体
装置が、次にエッチング領域でエッチング液材料でエッ
チングされ、所定のエッチングパターンを有するエッチ
ングされた半導体が形成される。エッチング液材料は、
次に処理されていない半導体装置の二酸化ケイ素の層と
反応し、ゲート酸化物の完全さが低下し酸化物成長率が
妨げられることによって、シリコン層が損傷する。その
後、損傷を受けたシリコン層を含むエッチングされた半
導体装置が、水素と窒素を含むエッチング後整形ガスプ
ラズマ（以下、後処理プラズマとも称する。）で後処理
される。このようにして、損傷を受けたシリコン層は、
酸化物の再成長とゲート酸化物の完全さが本質的に増加
する。
ングされた半導体装置のエッチング後の後処理が提供さ
れる。この後処理は、エッチング領域にシリコン層の表
面に堆積したまたは成長した二酸化ケイ素の層を含む複
数の層を有するエッチングされていない半導体装置を準
備することを含む。このエッチングされていない半導体
装置が、次にエッチング領域でエッチング液材料でエッ
チングされ、所定のエッチングパターンを有するエッチ
ングされた半導体が形成される。エッチング液材料は、
次に処理されていない半導体装置の二酸化ケイ素の層と
反応し、ゲート酸化物の完全さが低下し酸化物成長率が
妨げられることによって、シリコン層が損傷する。その
後、損傷を受けたシリコン層を含むエッチングされた半
導体装置が、水素と窒素を含むエッチング後整形ガスプ
ラズマ（以下、後処理プラズマとも称する。）で後処理
される。このようにして、損傷を受けたシリコン層は、
酸化物の再成長とゲート酸化物の完全さが本質的に増加
する。
【０００８】後処理ガスプラズマは、好ましくはさらに
不活性ガス材料を含む。より好ましくは、この不活性ガ
ス材料は、ヘリウムまたは窒素を含む。
不活性ガス材料を含む。より好ましくは、この不活性ガ
ス材料は、ヘリウムまたは窒素を含む。
【０００９】よく知られたレーザ光を用いる熱波（Ther
mal wave)計測（以下サーマウェーブ(thermawave)計測
とも称する）によって測定すると、後処理された半導体
装置では、シリコン層の損傷量が損傷を受けていないシ
リコン層の、好ましくは約２５％以内に、より好ましく
は約２０％以内に、最も好ましくは約１５％以内に減少
される。別の言い方をすれば、サーマウェーブ計測によ
って測定すると、後処理された半導体を形成する後処理
の後では、後処理されていない半導体の損傷を受けたシ
リコン層に対する損傷の量は、好ましくは少なくとも約
５０％が、より好ましくは少なくとも約６０％が、最も
好ましくは少なくとも約７５％が減少された。
mal wave)計測（以下サーマウェーブ(thermawave)計測
とも称する）によって測定すると、後処理された半導体
装置では、シリコン層の損傷量が損傷を受けていないシ
リコン層の、好ましくは約２５％以内に、より好ましく
は約２０％以内に、最も好ましくは約１５％以内に減少
される。別の言い方をすれば、サーマウェーブ計測によ
って測定すると、後処理された半導体を形成する後処理
の後では、後処理されていない半導体の損傷を受けたシ
リコン層に対する損傷の量は、好ましくは少なくとも約
５０％が、より好ましくは少なくとも約６０％が、最も
好ましくは少なくとも約７５％が減少された。
【００１０】後処理されたエッチングされた半導体装置
の誘電体の完全さは、後処理されていないエッチングさ
れた半導体装置と比べて、好ましくは少なくとも約４
％、より好ましくは少なくとも約５％、最も好ましくは
少なくとも約６％大きくなる。さらに、標準のアッシン
グ工程に対して２０μＡの漏れ限界以上の不合格の百分
率減少を比較することによって計測したゲート酸化物の
完全さは、好ましくは少なくとも約４％、より好ましく
は少なくとも約５％、最も好ましくは少なくとも約６％
増加した。それだけではなく、光学的または電気的な方
法によって計測した後処理された半導体の酸化物の厚さ
は、後処理されていない同等の半導体と比べて、好まし
くは少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約
６０％、最も好ましくは少なくとも約７０％増加した。
の誘電体の完全さは、後処理されていないエッチングさ
れた半導体装置と比べて、好ましくは少なくとも約４
％、より好ましくは少なくとも約５％、最も好ましくは
少なくとも約６％大きくなる。さらに、標準のアッシン
グ工程に対して２０μＡの漏れ限界以上の不合格の百分
率減少を比較することによって計測したゲート酸化物の
完全さは、好ましくは少なくとも約４％、より好ましく
は少なくとも約５％、最も好ましくは少なくとも約６％
増加した。それだけではなく、光学的または電気的な方
法によって計測した後処理された半導体の酸化物の厚さ
は、後処理されていない同等の半導体と比べて、好まし
くは少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約
６０％、最も好ましくは少なくとも約７０％増加した。
【００１１】本発明の方法は、好ましくはプラズマ・エ
ッチング装置またはプラズマ・アッシングr)装置内で行
われる。前述のエッチングまたはアッシング装置は、通
常本発明の方法を高周波またはマイクロ波の周波数にお
いて実行する。
ッチング装置またはプラズマ・アッシングr)装置内で行
われる。前述のエッチングまたはアッシング装置は、通
常本発明の方法を高周波またはマイクロ波の周波数にお
いて実行する。
【００１２】本発明の方法を行うにあたって、好ましく
は、体積で約１％から約１５％のＨ２と、体積で約８５
％から約９９％のＮ２が後処理ガスプラズマとして用い
られる。体積で約２％から約１２％のＨ２と、体積で約
８８％から約９８％のＮ２がより好ましい後処理ガスプ
ラズマとして用いられる。体積で約４％から約１０％の
Ｈ２と、体積で約９０％から約９６％のＮ２が最も好ま
しい後処理ガスプラズマとして用いられる。
は、体積で約１％から約１５％のＨ２と、体積で約８５
％から約９９％のＮ２が後処理ガスプラズマとして用い
られる。体積で約２％から約１２％のＨ２と、体積で約
８８％から約９８％のＮ２がより好ましい後処理ガスプ
ラズマとして用いられる。体積で約４％から約１０％の
Ｈ２と、体積で約９０％から約９６％のＮ２が最も好ま
しい後処理ガスプラズマとして用いられる。
【００１３】本発明の、上述のおよびその他の目的、特
徴、利点は、以下の好適な実施例の詳細な説明からより
容易に明白になるであろう。
徴、利点は、以下の好適な実施例の詳細な説明からより
容易に明白になるであろう。
【００１４】
【発明の実施例】本発明にしたがった後処理を行ったと
きと行わなかったときの明白な損傷および損傷の減少
が、本実施例にみるように決定される。
きと行わなかったときの明白な損傷および損傷の減少
が、本実施例にみるように決定される。
【００１５】二酸化ケイ素層を上部に配置した一連のシ
リコンウエハーが、カリフォルニア州サンノゼのGaSoni
cs / IPC Corporation製のダウンストリーム・シングル
ウエハー・アッシャ(downstream single-wafer asher)
に導入される。該ウエハーは、Ｏ２／Ｎ２Ｏの化学的エ
ッチング剤の使用を伴う従来技術のガスプラズマポリマ
ー除去の段階を経た。エッチング条件は、次の通りであ
った。電力６００Ｗ、圧力７００ｍＴ（９３．３Pa）、
熱板(hot plate)温度２５０゜Ｃ。上面加熱ランプ(top-
surface heating lamp)は最初の２０秒間３５０ワット
で使用され、エッチング総時間は７０秒間であった。エ
ッチング剤の化学物質として、体積で５００ｃｃ（立方
センチメートル）のＯ２と３０ｃｃのＮ２Ｏが用いられ
た。
リコンウエハーが、カリフォルニア州サンノゼのGaSoni
cs / IPC Corporation製のダウンストリーム・シングル
ウエハー・アッシャ(downstream single-wafer asher)
に導入される。該ウエハーは、Ｏ２／Ｎ２Ｏの化学的エ
ッチング剤の使用を伴う従来技術のガスプラズマポリマ
ー除去の段階を経た。エッチング条件は、次の通りであ
った。電力６００Ｗ、圧力７００ｍＴ（９３．３Pa）、
熱板(hot plate)温度２５０゜Ｃ。上面加熱ランプ(top-
surface heating lamp)は最初の２０秒間３５０ワット
で使用され、エッチング総時間は７０秒間であった。エ
ッチング剤の化学物質として、体積で５００ｃｃ（立方
センチメートル）のＯ２と３０ｃｃのＮ２Ｏが用いられ
た。
【００１６】これらエッチングされたウエハーのうちの
いくつかは、次にガスプラズマ後処理を受けた。残りの
ウエハーは、そういった後処理をせず、比較の目的のた
めに収集された。後処理条件は、電力６００Ｗ、真空度
８００ｍＴであった。体積で４％のＨ２／９６％のＮ２
を含む９００ｓｃｃｍ（standard cubic centimeter
per minutes)の後処理ガスプラズマがアッシング装
置に導入された。一番上の加熱ランプは、４秒間５００
ワットに維持され、次の４分間は０ワットにされた。
いくつかは、次にガスプラズマ後処理を受けた。残りの
ウエハーは、そういった後処理をせず、比較の目的のた
めに収集された。後処理条件は、電力６００Ｗ、真空度
８００ｍＴであった。体積で４％のＨ２／９６％のＮ２
を含む９００ｓｃｃｍ（standard cubic centimeter
per minutes)の後処理ガスプラズマがアッシング装
置に導入された。一番上の加熱ランプは、４秒間５００
ワットに維持され、次の４分間は０ワットにされた。
【００１７】後処理されていないエッチングされたウエ
ハーと本発明の方法にしたがって後処理されたエッチン
グされたウエハー３グループについて、サーマウェーブ
による測定が行われ、その結果と、エッチングもその次
の後処理段階も経ていないもとのＰ型ウエハー３グルー
プについて行ったサーマウェーブによる測定の結果が、
比較された。これらの結果を下の表１に示す。
ハーと本発明の方法にしたがって後処理されたエッチン
グされたウエハー３グループについて、サーマウェーブ
による測定が行われ、その結果と、エッチングもその次
の後処理段階も経ていないもとのＰ型ウエハー３グルー
プについて行ったサーマウェーブによる測定の結果が、
比較された。これらの結果を下の表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】Ｈ２とＮ２を用いた本発明の方法による後
処理によって、エッチングされたウエハーに残る損傷の
量は本質的に減少し、結果として生じる製品のサーマウ
ェーブ値は、後処理をしていない同等のエッチングした
ウエハーと比較して３倍となるように減少した。
処理によって、エッチングされたウエハーに残る損傷の
量は本質的に減少し、結果として生じる製品のサーマウ
ェーブ値は、後処理をしていない同等のエッチングした
ウエハーと比較して３倍となるように減少した。
【００２０】本発明の原理をその好適な実施例を用いて
説明してきたが、かかる原理から逸脱することなく本発
明を配置においてそして詳細において変更することがで
きるということは、当業者にとっては容易に明白であろ
う。以下にいくつかの実施態様を示す。
説明してきたが、かかる原理から逸脱することなく本発
明を配置においてそして詳細において変更することがで
きるということは、当業者にとっては容易に明白であろ
う。以下にいくつかの実施態様を示す。
【００２１】
【実施態様１】エッチング領域にシリコン層の表面に堆
積したまたは成長した二酸化ケイ素の層を含む複数の層
を有するエッチングされていない半導体装置を用意し、
前記エッチングされていない半導体装置を、前記エッチ
ング領域に、前記後処理されていない半導体装置の前記
二酸化ケイ素の層と反応しそれによってゲート酸化物の
完全さが低下し酸化物成長率が妨げられることにより前
記シリコン層が損傷するようなエッチング液材料でエッ
チングし、所定のエッチングパターンを有する後処理さ
れていないエッチングされた半導体を形成し、前記損傷
を受けたシリコン層を含む前記後処理されていないエッ
チングされた半導体装置を、水素と窒素を含む後処理ガ
スプラズマで後処理し、それによって、前記損傷を受け
たシリコン層の、酸化物の再成長とゲート酸化物の完全
さを本質的に増加させることとを含む、損傷を受けたエ
ッチングされた半導体装置のエッチングの後の後処理方
法。
積したまたは成長した二酸化ケイ素の層を含む複数の層
を有するエッチングされていない半導体装置を用意し、
前記エッチングされていない半導体装置を、前記エッチ
ング領域に、前記後処理されていない半導体装置の前記
二酸化ケイ素の層と反応しそれによってゲート酸化物の
完全さが低下し酸化物成長率が妨げられることにより前
記シリコン層が損傷するようなエッチング液材料でエッ
チングし、所定のエッチングパターンを有する後処理さ
れていないエッチングされた半導体を形成し、前記損傷
を受けたシリコン層を含む前記後処理されていないエッ
チングされた半導体装置を、水素と窒素を含む後処理ガ
スプラズマで後処理し、それによって、前記損傷を受け
たシリコン層の、酸化物の再成長とゲート酸化物の完全
さを本質的に増加させることとを含む、損傷を受けたエ
ッチングされた半導体装置のエッチングの後の後処理方
法。
【００２２】（実施態様２）前記後処理ガスプラズマが
さらに不活性ガスの材料を含む、実施態様１の方法。 （実施態様３）前記不活性ガスの材料がヘリウムまたは
窒素を含む、実施態様２の方法。 （実施態様４）前記後処理された半導体を形成する後処
理の後では、前記後処理されていない半導体の前記損傷
を受けたシリコン層に対する損傷の量が、サーマウェー
ブ計測によって測定すると、前記損傷を受けていないシ
リコン層の約２５％以内に減少することを特徴とする、
実施態様１の方法。
さらに不活性ガスの材料を含む、実施態様１の方法。 （実施態様３）前記不活性ガスの材料がヘリウムまたは
窒素を含む、実施態様２の方法。 （実施態様４）前記後処理された半導体を形成する後処
理の後では、前記後処理されていない半導体の前記損傷
を受けたシリコン層に対する損傷の量が、サーマウェー
ブ計測によって測定すると、前記損傷を受けていないシ
リコン層の約２５％以内に減少することを特徴とする、
実施態様１の方法。
【００２３】（実施態様５）前記後処理された半導体を
形成する後処理の後では、前記後処理されていない半導
体の前記損傷を受けたシリコン層に対する損傷の量が、
サーマウェーブ計測によって測定すると、少なくとも約
５０％減少することを特徴とする、実施態様１の方法。 （実施態様６）標準のアッシュ工程に対して２０μＡの
漏れ限界よりも大きい漏れの減少率を比較することによ
って計測したゲート酸化物の完全さが少なくとも約４％
増加することを特徴とする、実施態様１の方法。 （実施態様７）光学的または電気的な方法によって計測
した酸化物の厚さが少なくとも約５０％増加することを
特徴とする、実施態様１の方法。
形成する後処理の後では、前記後処理されていない半導
体の前記損傷を受けたシリコン層に対する損傷の量が、
サーマウェーブ計測によって測定すると、少なくとも約
５０％減少することを特徴とする、実施態様１の方法。 （実施態様６）標準のアッシュ工程に対して２０μＡの
漏れ限界よりも大きい漏れの減少率を比較することによ
って計測したゲート酸化物の完全さが少なくとも約４％
増加することを特徴とする、実施態様１の方法。 （実施態様７）光学的または電気的な方法によって計測
した酸化物の厚さが少なくとも約５０％増加することを
特徴とする、実施態様１の方法。
【００２４】（実施態様８）前記方法がプラズマ・アッ
シャ装置内で行われることを特徴とする、実施態様１の
方法。 （実施態様９）前記後処理ガスプラズマとして、体積で
約１％から約１５％のＨ２と、体積で約８５％から約９
９％のＮ２が用いられることを特徴とする、実施態様１
の方法。 （実施態様１０）前記後処理されたエッチングされた半
導体装置の誘電体の完全さが、前記後処理されていない
エッチングされた半導体装置と比べて少なくとも約４％
大きいことを特徴とする、実施態様１の方法。
シャ装置内で行われることを特徴とする、実施態様１の
方法。 （実施態様９）前記後処理ガスプラズマとして、体積で
約１％から約１５％のＨ２と、体積で約８５％から約９
９％のＮ２が用いられることを特徴とする、実施態様１
の方法。 （実施態様１０）前記後処理されたエッチングされた半
導体装置の誘電体の完全さが、前記後処理されていない
エッチングされた半導体装置と比べて少なくとも約４％
大きいことを特徴とする、実施態様１の方法。
【００２５】（実施態様１１）シリコン層の表面に配置
した二酸化ケイ素の層を含む複数の層を含み、前記シリ
コン層が前記二酸化ケイ素の層のエッチングの間に損傷
しそれによってゲート酸化物の完全さが低下し酸化物成
長率が妨げられ、所定のエッチングパターンを有する、
後処理されていない損傷を受けたエッチングされた多層
基板を形成し、前記損傷を受けたシリコン層を含む前記
後処理されていないエッチングされた多層構造を、水素
と窒素を含む後処理ガスプラズマで後処理し、それによ
って、前記損傷を受けたシリコン層の、酸化物の再成長
とゲート酸化物の完全さを本質的に増加させ、後処理さ
れた多層構造を形成することとを含む、損傷を受けたエ
ッチングされた多層基板の処理方法。
した二酸化ケイ素の層を含む複数の層を含み、前記シリ
コン層が前記二酸化ケイ素の層のエッチングの間に損傷
しそれによってゲート酸化物の完全さが低下し酸化物成
長率が妨げられ、所定のエッチングパターンを有する、
後処理されていない損傷を受けたエッチングされた多層
基板を形成し、前記損傷を受けたシリコン層を含む前記
後処理されていないエッチングされた多層構造を、水素
と窒素を含む後処理ガスプラズマで後処理し、それによ
って、前記損傷を受けたシリコン層の、酸化物の再成長
とゲート酸化物の完全さを本質的に増加させ、後処理さ
れた多層構造を形成することとを含む、損傷を受けたエ
ッチングされた多層基板の処理方法。
【００２６】（実施態様１２）前記後処理ガスプラズマ
がさらに不活性ガスの材料を含む、実施態様１１の方
法。 （実施態様１３）前記不活性ガスの材料がヘリウムまた
は窒素を含む、実施態様１２の方法。 （実施態様１４）前記後処理された多層構造を形成する
後処理の後では、前記後処理されていない多層構造の前
記損傷を受けたシリコン層に対する損傷の量が、サーマ
ウェーブ計測によって測定すると、前記損傷を受けてい
ないシリコン層の約２５％以内に減少することを特徴と
する、実施態様１１の方法。
がさらに不活性ガスの材料を含む、実施態様１１の方
法。 （実施態様１３）前記不活性ガスの材料がヘリウムまた
は窒素を含む、実施態様１２の方法。 （実施態様１４）前記後処理された多層構造を形成する
後処理の後では、前記後処理されていない多層構造の前
記損傷を受けたシリコン層に対する損傷の量が、サーマ
ウェーブ計測によって測定すると、前記損傷を受けてい
ないシリコン層の約２５％以内に減少することを特徴と
する、実施態様１１の方法。
【００２７】（実施態様１５）前記後処理された多層構
造を形成する後処理の後では、前記後処理されていない
多層構造の前記損傷を受けたシリコン層に対する損傷の
量が、サーマウェーブ計測によって測定すると、少なく
とも約５０％減少することを特徴とする、実施態様１１
の方法。 （実施態様１６）標準のアッシュ工程に対して２０μＡ
の漏れ限界よりも大きい漏れの減少率を比較することに
よって計測したゲート酸化物の完全さが少なくとも約４
％増加することを特徴とする、実施態様１１の方法。 （実施態様１７）光学的または電気的な方法によって計
測した酸化物の厚さが少なくとも約５０％増加すること
を特徴とする、実施態様１１の方法。
造を形成する後処理の後では、前記後処理されていない
多層構造の前記損傷を受けたシリコン層に対する損傷の
量が、サーマウェーブ計測によって測定すると、少なく
とも約５０％減少することを特徴とする、実施態様１１
の方法。 （実施態様１６）標準のアッシュ工程に対して２０μＡ
の漏れ限界よりも大きい漏れの減少率を比較することに
よって計測したゲート酸化物の完全さが少なくとも約４
％増加することを特徴とする、実施態様１１の方法。 （実施態様１７）光学的または電気的な方法によって計
測した酸化物の厚さが少なくとも約５０％増加すること
を特徴とする、実施態様１１の方法。
【００２８】（実施態様１８）前記方法がプラズマ・ア
ッシャ装置内で行われることを特徴とする、実施態様１
１の方法。 （実施態様１９）前記後処理ガスプラズマとして、体積
で約１％から約１５％のＨ２と、体積で約８５％から約
９９％のＮ２が用いられることを特徴とする、実施態様
１１の方法。 （実施態様２０）前記後処理されたエッチングされた多
層構造の絶縁の完全さ(dielectric integrity)が、前記
後処理されていないエッチングされた多層構造と比べて
少なくとも約４％大きいことを特徴とする、実施態様１
の方法。
ッシャ装置内で行われることを特徴とする、実施態様１
１の方法。 （実施態様１９）前記後処理ガスプラズマとして、体積
で約１％から約１５％のＨ２と、体積で約８５％から約
９９％のＮ２が用いられることを特徴とする、実施態様
１１の方法。 （実施態様２０）前記後処理されたエッチングされた多
層構造の絶縁の完全さ(dielectric integrity)が、前記
後処理されていないエッチングされた多層構造と比べて
少なくとも約４％大きいことを特徴とする、実施態様１
の方法。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の実施によ
りシリコン層の損傷が減少し、ゲート酸化膜の完全性が
改善去れるから、半導体装置の性能向上にことに有益で
ある。
りシリコン層の損傷が減少し、ゲート酸化膜の完全性が
改善去れるから、半導体装置の性能向上にことに有益で
ある。
Claims (3)
- 【請求項１】シリコン層の表面に二酸化ケイ素の層を含
む複数の層を有する半導体装置をエッチング領域内に準
備し、 前記半導体装置を、前記シリコン層の損傷とゲート酸化
物の劣化を伴うエッチング液材料でエッチングし、所定
のエッチングパターンを有するエッチングされた半導体
装置を形成し、 前記損傷を受けたシリコン層を含む前記エッチングされ
た半導体装置を、水素と窒素を含む整形ガスプラズマで
後処理し、それによって、前記損傷を受けたシリコン層
の酸化物の再成長とゲート酸化物の完全さを本質的に増
加させることとを含む、損傷を受けたエッチングされた
半導体装置のエッチングの後の処理方法。 - 【請求項２】前記整形ガスプラズマがさらに不活性ガス
材料を含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記不活性ガス材料がヘリウムまたは窒素
を含む、請求項２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/137,438 US5425843A (en) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Process for semiconductor device etch damage reduction using hydrogen-containing plasma |
| US137,438 | 1993-10-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169754A true JPH07169754A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=22477437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6275777A Pending JPH07169754A (ja) | 1993-10-15 | 1994-10-14 | 半導体装置のエッチング損傷を減少させるための方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5425843A (ja) |
| JP (1) | JPH07169754A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6489219B1 (en) | 1995-11-09 | 2002-12-03 | Micron Technology, Inc. | Method of alloying a semiconductor device |
| US5895274A (en) | 1996-01-22 | 1999-04-20 | Micron Technology, Inc. | High-pressure anneal process for integrated circuits |
| US5910452A (en) * | 1996-05-13 | 1999-06-08 | Winbond Electronics Corporation | Method for reducing antenna effect during plasma etching procedure for semiconductor device fabrication |
| JPH11162958A (ja) * | 1997-09-16 | 1999-06-18 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びその方法 |
| US6432830B1 (en) * | 1998-05-15 | 2002-08-13 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor fabrication process |
| US6218311B1 (en) | 1998-06-30 | 2001-04-17 | Texas Instruments Incorporated | Post-etch treatment of a semiconductor device |
| US6365516B1 (en) * | 2000-01-14 | 2002-04-02 | Advanced Micro Devices, Inc. | Advanced cobalt silicidation with in-situ hydrogen plasma clean |
| US6440864B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-08-27 | Applied Materials Inc. | Substrate cleaning process |
| KR100373853B1 (ko) * | 2000-08-11 | 2003-02-26 | 삼성전자주식회사 | 반도체소자의 선택적 에피택시얼 성장 방법 |
| US6692903B2 (en) | 2000-12-13 | 2004-02-17 | Applied Materials, Inc | Substrate cleaning apparatus and method |
| US7094704B2 (en) * | 2002-05-09 | 2006-08-22 | Applied Materials, Inc. | Method of plasma etching of high-K dielectric materials |
| US8101025B2 (en) * | 2003-05-27 | 2012-01-24 | Applied Materials, Inc. | Method for controlling corrosion of a substrate |
| US7087508B2 (en) * | 2003-10-30 | 2006-08-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of improving short channel effect and gate oxide reliability by nitrogen plasma treatment before spacer deposition |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2461359A1 (fr) * | 1979-07-06 | 1981-01-30 | Commissariat Energie Atomique | Procede et appareil d'hydrogenation de dispositifs a semi-conducteurs |
| US4897154A (en) * | 1986-07-03 | 1990-01-30 | International Business Machines Corporation | Post dry-etch cleaning method for restoring wafer properties |
| US5089441A (en) * | 1990-04-16 | 1992-02-18 | Texas Instruments Incorporated | Low-temperature in-situ dry cleaning process for semiconductor wafers |
-
1993
- 1993-10-15 US US08/137,438 patent/US5425843A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-14 JP JP6275777A patent/JPH07169754A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5425843A (en) | 1995-06-20 |
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