JPH09102490A - 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法及び半導体製造装置Info
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- JPH09102490A JPH09102490A JP8197579A JP19757996A JPH09102490A JP H09102490 A JPH09102490 A JP H09102490A JP 8197579 A JP8197579 A JP 8197579A JP 19757996 A JP19757996 A JP 19757996A JP H09102490 A JPH09102490 A JP H09102490A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】自然酸化膜のみのエッチング除去を、半導体基
板の面内において均一に行うことを可能とする半導体装
置の製造方法、および、上記半導体装置の製造方法を好
適に実施することを可能とする半導体製造装置を提供す
ること。 【解決手段】半導体基板を収容する処理容器に、水蒸気
又はアルコ−ルを含むガスを導入する工程と、前記ガス
の導入を停止した後、前記処理容器に弗化水素ガスを導
入する工程とを具備する半導体装置の製造方法、および
半導体基板を収容する処理容器と、前記処理容器に導入
される水蒸気又はアルコ−ルを含む第１のガスが通る第
１の配管と、前記処理容器に導入される弗化水素を含む
第２のガスが通る第２の配管と、前記第１のガスの導入
の停止と前記第２のガスの導入のタイミングを制御する
手段とを具備し、前記処理容器の金属で構成されている
部分の表面が、耐弗化水素性を有する材料からなる半導
体製造装置。
板の面内において均一に行うことを可能とする半導体装
置の製造方法、および、上記半導体装置の製造方法を好
適に実施することを可能とする半導体製造装置を提供す
ること。 【解決手段】半導体基板を収容する処理容器に、水蒸気
又はアルコ−ルを含むガスを導入する工程と、前記ガス
の導入を停止した後、前記処理容器に弗化水素ガスを導
入する工程とを具備する半導体装置の製造方法、および
半導体基板を収容する処理容器と、前記処理容器に導入
される水蒸気又はアルコ−ルを含む第１のガスが通る第
１の配管と、前記処理容器に導入される弗化水素を含む
第２のガスが通る第２の配管と、前記第１のガスの導入
の停止と前記第２のガスの導入のタイミングを制御する
手段とを具備し、前記処理容器の金属で構成されている
部分の表面が、耐弗化水素性を有する材料からなる半導
体製造装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法及び半導体製造装置に係り、特に、半導体装置の製
造工程における半導体基板上の自然酸化膜の除去に関す
る。
方法及び半導体製造装置に係り、特に、半導体装置の製
造工程における半導体基板上の自然酸化膜の除去に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、枚葉式でシリコン基板上の酸化膜
をエッチングする方法として、ＨＦ（弗化水素）ガスを
用いたドライエッチング方法が知られている。この場
合、ＨＦは高価であるので、その節約のため、及びエッ
チングレ−トを向上させるために、無水ＨＦに水蒸気や
水蒸気を含む窒素ガスを加え、この混合ガスによりエッ
チング処理することが通常行われていた。このような混
合ガスによる処理に際しては、まず、水蒸気のみ又は水
蒸気の窒素との混合ガスを処理室に導入し、次いで無水
ＨＦガスと窒素との混合ガスを導入する。すなわち、無
水ＨＦガスを供給する間は常に水蒸気が供給されてお
り、多量の水蒸気の存在下でエッチング処理が行われて
いた。
をエッチングする方法として、ＨＦ（弗化水素）ガスを
用いたドライエッチング方法が知られている。この場
合、ＨＦは高価であるので、その節約のため、及びエッ
チングレ−トを向上させるために、無水ＨＦに水蒸気や
水蒸気を含む窒素ガスを加え、この混合ガスによりエッ
チング処理することが通常行われていた。このような混
合ガスによる処理に際しては、まず、水蒸気のみ又は水
蒸気の窒素との混合ガスを処理室に導入し、次いで無水
ＨＦガスと窒素との混合ガスを導入する。すなわち、無
水ＨＦガスを供給する間は常に水蒸気が供給されてお
り、多量の水蒸気の存在下でエッチング処理が行われて
いた。
【０００３】しかし、このようなエッチング方法によ
り、極めて薄い自然酸化膜をエッチング除去しようとす
ると、エッチングレ−トが高いため、自然酸化膜のみを
エッチングするようにエッチングを制御することが困難
であり、自然酸化膜以外の酸化膜もエッチングされてし
まうという問題がある。また、１枚のウエハの面内にお
いては、中心部よりも周辺部のエッチングレ−トが高
く、エッチングの面内均一性が悪いという問題もある。
更に、水蒸気を多量に含むエッチャントを用いて処理が
行われるため、処理後も水分が残留し、新たに自然酸化
膜が成長してしまうという問題があった。
り、極めて薄い自然酸化膜をエッチング除去しようとす
ると、エッチングレ−トが高いため、自然酸化膜のみを
エッチングするようにエッチングを制御することが困難
であり、自然酸化膜以外の酸化膜もエッチングされてし
まうという問題がある。また、１枚のウエハの面内にお
いては、中心部よりも周辺部のエッチングレ−トが高
く、エッチングの面内均一性が悪いという問題もある。
更に、水蒸気を多量に含むエッチャントを用いて処理が
行われるため、処理後も水分が残留し、新たに自然酸化
膜が成長してしまうという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自然
酸化膜のみのエッチング除去を、半導体基板の面内にお
いて均一に行うことを可能とする半導体装置の製造方法
を提供することにある。本発明の他の目的は、上記半導
体装置の製造方法を好適に実施することを可能とする半
導体製造装置を提供することにある。
酸化膜のみのエッチング除去を、半導体基板の面内にお
いて均一に行うことを可能とする半導体装置の製造方法
を提供することにある。本発明の他の目的は、上記半導
体装置の製造方法を好適に実施することを可能とする半
導体製造装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によると、半導体
基板を収容する処理容器に、水蒸気又はアルコ−ルを含
むガスを導入する工程と、前記ガスの導入を停止した
後、前記処理容器に弗化水素ガスを導入する工程とを具
備する半導体装置の製造方法が提供される。
基板を収容する処理容器に、水蒸気又はアルコ−ルを含
むガスを導入する工程と、前記ガスの導入を停止した
後、前記処理容器に弗化水素ガスを導入する工程とを具
備する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００６】また、本発明によると、半導体基板を収容
する処理容器と、前記処理容器に導入される水蒸気又は
アルコ−ルを含む第１のガスが通る第１の配管と、前記
処理容器に導入される弗化水素を含む第２のガスが通る
第２の配管と、前記第１のガスの導入の停止と前記第２
のガスの導入のタイミングを制御する手段とを具備し、
前記処理容器の金属で構成されている部分の表面が、耐
弗化水素性を有する材料からなる半導体製造装置が提供
される。
する処理容器と、前記処理容器に導入される水蒸気又は
アルコ−ルを含む第１のガスが通る第１の配管と、前記
処理容器に導入される弗化水素を含む第２のガスが通る
第２の配管と、前記第１のガスの導入の停止と前記第２
のガスの導入のタイミングを制御する手段とを具備し、
前記処理容器の金属で構成されている部分の表面が、耐
弗化水素性を有する材料からなる半導体製造装置が提供
される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の一態様に係る半導体装置
の製造方法は、半導体基板を収容する処理容器に、水蒸
気又はアルコ−ルを含むガスを導入する工程と、前記ガ
スの導入を停止した後、前記処理容器に弗化水素ガスを
導入する工程とを具備している。
の製造方法は、半導体基板を収容する処理容器に、水蒸
気又はアルコ−ルを含むガスを導入する工程と、前記ガ
スの導入を停止した後、前記処理容器に弗化水素ガスを
導入する工程とを具備している。
【０００８】かかる半導体装置の製造方法において、前
記弗化水素ガスを導入するに際し、不活性ガスを同時に
導入することが可能である。なお、前記弗化水素ガス
は、水蒸気又はアルコ−ルを含まないこと、例えば無水
弗化水素ガスであることが好ましい。
記弗化水素ガスを導入するに際し、不活性ガスを同時に
導入することが可能である。なお、前記弗化水素ガス
は、水蒸気又はアルコ−ルを含まないこと、例えば無水
弗化水素ガスであることが好ましい。
【０００９】前記処理容器に弗化水素ガスを導入する
際、水蒸気又はアルコ−ルを含むガスの導入を停止して
もなお処理容器内に遊離気体分子としての水蒸気又はア
ルコ−ルが残留する状態で、弗化水素ガスを導入するこ
とができる。
際、水蒸気又はアルコ−ルを含むガスの導入を停止して
もなお処理容器内に遊離気体分子としての水蒸気又はア
ルコ−ルが残留する状態で、弗化水素ガスを導入するこ
とができる。
【００１０】あるいはまた、この処理容器内に遊離気体
分子として残留する水蒸気又はアルコ−ルをパ−ジガス
の導入により除去した後、弗化水素ガスを導入すること
も可能である。この場合、前記水蒸気またはアルコ−ル
を含むガスの導入を第１の配管で行い、弗化水素ガスの
導入を第２の配管で行い、この第１の配管および第２の
配管から処理容器に常に不活性ガスを導入することが好
ましい。このようにすることにより、処理容器内に残留
する水蒸気又はアルコ−ルを確実にパ−ジすることが可
能であるとともに、水蒸気やＨＦの配管内への逆流を防
止することができる。また、水蒸気またはアルコ−ルを
含むガスの導入を第１の配管で行い、弗化水素ガスの導
入を第２の配管で行い、この第２の配管から処理容器に
常に不活性ガスを導入し、水蒸気またはアルコ−ルを含
むガスの導入の停止後、第２の配管から処理容器に導入
する不活性ガスの流量を増加させることもできる。この
ようにすることにより、水蒸気またはアルコ−ルを含む
ガスの導入の停止による処理室内の圧力の変動を抑える
ことができる。
分子として残留する水蒸気又はアルコ−ルをパ−ジガス
の導入により除去した後、弗化水素ガスを導入すること
も可能である。この場合、前記水蒸気またはアルコ−ル
を含むガスの導入を第１の配管で行い、弗化水素ガスの
導入を第２の配管で行い、この第１の配管および第２の
配管から処理容器に常に不活性ガスを導入することが好
ましい。このようにすることにより、処理容器内に残留
する水蒸気又はアルコ−ルを確実にパ−ジすることが可
能であるとともに、水蒸気やＨＦの配管内への逆流を防
止することができる。また、水蒸気またはアルコ−ルを
含むガスの導入を第１の配管で行い、弗化水素ガスの導
入を第２の配管で行い、この第２の配管から処理容器に
常に不活性ガスを導入し、水蒸気またはアルコ−ルを含
むガスの導入の停止後、第２の配管から処理容器に導入
する不活性ガスの流量を増加させることもできる。この
ようにすることにより、水蒸気またはアルコ−ルを含む
ガスの導入の停止による処理室内の圧力の変動を抑える
ことができる。
【００１１】本発明の方法において用いられるアルコ−
ルとしては、メチルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、プ
ロピルアルコ−ル等を用いることができる。また、水蒸
気又はアルコ−ルを含むガスとしては、水蒸気又はアル
コ−ルと、窒素、アルゴン等の不活性ガスとの混合ガス
を用いることができる。弗化水素と同時に導入される不
活性ガスとしては、窒素、アルゴン等を用いることがで
きる。
ルとしては、メチルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、プ
ロピルアルコ−ル等を用いることができる。また、水蒸
気又はアルコ−ルを含むガスとしては、水蒸気又はアル
コ−ルと、窒素、アルゴン等の不活性ガスとの混合ガス
を用いることができる。弗化水素と同時に導入される不
活性ガスとしては、窒素、アルゴン等を用いることがで
きる。
【００１２】ガス中の水蒸気又はアルコ−ルの含有量
は、水蒸気の場合、５〜２０体積％、アルコ−ルの場
合、５〜２５体積％が好ましい。弗化水素を含むガスと
しては、通常、弗化水素と窒素の混合ガスが用いられ
る。窒素中の弗化水素の含有量は、５〜１０体積％が好
ましい。
は、水蒸気の場合、５〜２０体積％、アルコ−ルの場
合、５〜２５体積％が好ましい。弗化水素を含むガスと
しては、通常、弗化水素と窒素の混合ガスが用いられ
る。窒素中の弗化水素の含有量は、５〜１０体積％が好
ましい。
【００１３】本発明の方法において、半導体基板の表面
処理が行われる処理容器内の圧力は、８×１０3 Ｐａ〜
５×１０4 Ｐａであるのが好ましい。本発明の方法で
は、弗化水素を含むガスを用いて半導体基板の表面を処
理するに際し、処理容器に弗化水素を含むガスを導入す
る前に、水蒸気又はアルコ−ルを含むガスを導入してい
る。即ち、処理に用いられる弗化水素を含むガスには水
蒸気又はアルコ−ルを含ませず、その代わりにあらかじ
め水蒸気又はアルコ−ルを含むガスを処理容器に導入し
ている。
処理が行われる処理容器内の圧力は、８×１０3 Ｐａ〜
５×１０4 Ｐａであるのが好ましい。本発明の方法で
は、弗化水素を含むガスを用いて半導体基板の表面を処
理するに際し、処理容器に弗化水素を含むガスを導入す
る前に、水蒸気又はアルコ−ルを含むガスを導入してい
る。即ち、処理に用いられる弗化水素を含むガスには水
蒸気又はアルコ−ルを含ませず、その代わりにあらかじ
め水蒸気又はアルコ−ルを含むガスを処理容器に導入し
ている。
【００１４】このように、処理容器にあらかじめ水蒸気
又はアルコ−ルを含むガスを導入すると、半導体基板表
面には水又はアルコ−ルが付着若しくは吸着され、この
ガスの導入を停止した後、次いで弗化水素を含むガスを
導入すると、半導体基板表面に残留する水又はアルコ−
ルの存在下でエッチング処理が行われ、半導体基板表面
の薄い自然酸化膜が選択的に除去される。
又はアルコ−ルを含むガスを導入すると、半導体基板表
面には水又はアルコ−ルが付着若しくは吸着され、この
ガスの導入を停止した後、次いで弗化水素を含むガスを
導入すると、半導体基板表面に残留する水又はアルコ−
ルの存在下でエッチング処理が行われ、半導体基板表面
の薄い自然酸化膜が選択的に除去される。
【００１５】このエッチングのメカニズムは必ずしも明
確ではないが、水又はアルコ−ルとＨＦが反応してＨＦ
2 - （＋Ｈ3 Ｏ+ ）が形成され、このＨＦ2 - と半導体
基板表面に存在するＳｉＯ2 とが反応してＳｉＦ4 （＋
Ｈ2 Ｏ）が形成され、エッチングが行われるものと考え
られる。
確ではないが、水又はアルコ−ルとＨＦが反応してＨＦ
2 - （＋Ｈ3 Ｏ+ ）が形成され、このＨＦ2 - と半導体
基板表面に存在するＳｉＯ2 とが反応してＳｉＦ4 （＋
Ｈ2 Ｏ）が形成され、エッチングが行われるものと考え
られる。
【００１６】なお、水分が全く存在しない状態ではエッ
チングは殆ど進行せず、また、水分を多量に含む弗化水
素ガスで処理を行うとエッチングは過剰に進行し、不所
望の部分までエッチングされ、かつエッチングの均一性
が劣化するが、本発明のように半導体基板表面に残留す
る水分を主な水分源として処理を行うことにより、低い
エッチングレ−トで均一性の良好なエッチングが可能で
ある。
チングは殆ど進行せず、また、水分を多量に含む弗化水
素ガスで処理を行うとエッチングは過剰に進行し、不所
望の部分までエッチングされ、かつエッチングの均一性
が劣化するが、本発明のように半導体基板表面に残留す
る水分を主な水分源として処理を行うことにより、低い
エッチングレ−トで均一性の良好なエッチングが可能で
ある。
【００１７】このように、本発明は半導体基板表面に残
留する水分を主に利用するものであり、かつ水分がなく
なるとエッチングは殆ど進行しないため、酸化膜の除去
が完了する前にエッチングの進行が停止し、エッチング
が不足となる場合があり得る。しかし、このような場合
には、上述の処理を繰り返せばよい。１回の処理で除去
される酸化膜の厚さは、条件により異なるが、０．４ｎ
ｍ程度は可能であり、従って、上述の処理を繰り返すこ
とにより、半導体基板上の所定の厚さの酸化膜を完全に
除去することが可能である。
留する水分を主に利用するものであり、かつ水分がなく
なるとエッチングは殆ど進行しないため、酸化膜の除去
が完了する前にエッチングの進行が停止し、エッチング
が不足となる場合があり得る。しかし、このような場合
には、上述の処理を繰り返せばよい。１回の処理で除去
される酸化膜の厚さは、条件により異なるが、０．４ｎ
ｍ程度は可能であり、従って、上述の処理を繰り返すこ
とにより、半導体基板上の所定の厚さの酸化膜を完全に
除去することが可能である。
【００１８】以下、本発明の方法に使用される半導体製
造装置を図面を参照して説明する。図１に示す半導体製
造装置において、処理容器１は、処理室２と下部フラン
ジ部３とで構成されており、この処理容器１内にはシリ
コンウエハ４が配置されている。下部フランジ部３には
配管５、６と、排気管９が設けられ、配管６からはＨ2
Ｏを含むＮ2 ガスが、配管５からはＨＦを含むＮ2 ガス
が、それぞれ導入されるようになっている。この配管５
は上流側で分岐しており、一方の分岐管にはには、Ｎ2
ガスの流量を調節するマスフロ−コントロ−ラ１０が、
他方の分岐管には、ＨＦガスの流量を調節するマスフロ
−コントロ−ラ１１がそれぞれ取り付けられている。配
管５にはバルブ７が設けられている。配管６には、Ｎ2
ガスの流量を調整するマスフロ−コントロ−ラ１２が設
けられており、このマスフロ−コントロ−ラ１２と処理
容器１との間に、水またはアルコ−ルを収容するタンク
１４およびバルブ８が設けられている。さらに配管６は
バルブ７と処理室との間で分岐しており、この分岐管に
はＮ2 ガスの流量を調節するマスフロ−コントロ−ラ１
３が取り付けられている。
造装置を図面を参照して説明する。図１に示す半導体製
造装置において、処理容器１は、処理室２と下部フラン
ジ部３とで構成されており、この処理容器１内にはシリ
コンウエハ４が配置されている。下部フランジ部３には
配管５、６と、排気管９が設けられ、配管６からはＨ2
Ｏを含むＮ2 ガスが、配管５からはＨＦを含むＮ2 ガス
が、それぞれ導入されるようになっている。この配管５
は上流側で分岐しており、一方の分岐管にはには、Ｎ2
ガスの流量を調節するマスフロ−コントロ−ラ１０が、
他方の分岐管には、ＨＦガスの流量を調節するマスフロ
−コントロ−ラ１１がそれぞれ取り付けられている。配
管５にはバルブ７が設けられている。配管６には、Ｎ2
ガスの流量を調整するマスフロ−コントロ−ラ１２が設
けられており、このマスフロ−コントロ−ラ１２と処理
容器１との間に、水またはアルコ−ルを収容するタンク
１４およびバルブ８が設けられている。さらに配管６は
バルブ７と処理室との間で分岐しており、この分岐管に
はＮ2 ガスの流量を調節するマスフロ−コントロ−ラ１
３が取り付けられている。
【００１９】処理室２を構成する材料としては、石英、
ＳｉＣ等を挙げることができる。下部フランジ部３は、
通常金属により構成されており、その表面は、弗化不動
態処理、ニッケル−リンメッキ、ハステロイＣ−２２等
の被覆等により、耐弗化水素性処理されている。また、
配管５、６のバルブから処理室内までの部分も同様に、
耐弗化水素性処理されていることが好ましい。
ＳｉＣ等を挙げることができる。下部フランジ部３は、
通常金属により構成されており、その表面は、弗化不動
態処理、ニッケル−リンメッキ、ハステロイＣ−２２等
の被覆等により、耐弗化水素性処理されている。また、
配管５、６のバルブから処理室内までの部分も同様に、
耐弗化水素性処理されていることが好ましい。
【００２０】次ぎに、図１に示す装置における、ガスの
導入方法について説明する。図２で、横軸は時間、縦軸
は処理容器へのガス流量を示しており、ｔ1 は水蒸気を
含むＮ2 ガスの処理容器への導入を停止した時間、ｔ2
はＨＦガスの処理容器への導入を開始した時間である。
通常、ｔ1 から５秒以上経過後、気体として残留する水
蒸気またはアルコ−ルが処理容器中から除去される。
導入方法について説明する。図２で、横軸は時間、縦軸
は処理容器へのガス流量を示しており、ｔ1 は水蒸気を
含むＮ2 ガスの処理容器への導入を停止した時間、ｔ2
はＨＦガスの処理容器への導入を開始した時間である。
通常、ｔ1 から５秒以上経過後、気体として残留する水
蒸気またはアルコ−ルが処理容器中から除去される。
【００２１】図２に示す方法では、水蒸気を含むＮ2 ガ
スと、ＨＦガスとをほぼ同時に処理容器に導入してい
る。この場合、上記に比べてエッチングの均一性はわず
かに劣るが、エッチングレ−トがわずかに上昇する。そ
のため、生産性を重視する場合は、処理容器内に気体と
しての水蒸気が残留しているうちに、弗化水素ガスを導
入することが望ましい。
スと、ＨＦガスとをほぼ同時に処理容器に導入してい
る。この場合、上記に比べてエッチングの均一性はわず
かに劣るが、エッチングレ−トがわずかに上昇する。そ
のため、生産性を重視する場合は、処理容器内に気体と
しての水蒸気が残留しているうちに、弗化水素ガスを導
入することが望ましい。
【００２２】一方、図３に示す方法では、処理容器内に
気体として残留する水蒸気が除去された後に、弗化水素
ガスを導入している。この場合、エッチングに関与する
水は、半導体基板表面に残留するもののみであるため、
エッチングの均一性が良好になり、エッチングレ−トは
僅かに低くなる。
気体として残留する水蒸気が除去された後に、弗化水素
ガスを導入している。この場合、エッチングに関与する
水は、半導体基板表面に残留するもののみであるため、
エッチングの均一性が良好になり、エッチングレ−トは
僅かに低くなる。
【００２３】図２、３で示した方法では、耐弗化水素性
処理が施されていない配管を用いた場合、弗化水素ガス
を導入する際に、この配管に水蒸気が残留していると、
配管が腐食するおそれがある。これに対し、図４に示す
方法では、エッチング処理の際、２つの配管に不活性ガ
スを流し続けている。そのため、配管に水蒸気が残留す
ることはなく、腐食も起こらない。
処理が施されていない配管を用いた場合、弗化水素ガス
を導入する際に、この配管に水蒸気が残留していると、
配管が腐食するおそれがある。これに対し、図４に示す
方法では、エッチング処理の際、２つの配管に不活性ガ
スを流し続けている。そのため、配管に水蒸気が残留す
ることはなく、腐食も起こらない。
【００２４】また、図２に示すように、処理容器内に気
体として残留する水蒸気を除去した後、弗化水素を導入
する場合、水蒸気を含むＮ2 ガスの導入が停止された直
後に、処理容器内の圧力が減少する。この圧力変動は、
ウエハ面内およびウエハ間のエッチングの均一性にばら
つきを生ずるおそれがある。これに対し、図５に示す方
法では、水蒸気を含むＮ2 ガスの導入を停止した後、処
理容器に圧力の減少に応じた量のＮ2 ガスを導入してい
る。そのため、圧力変動がほとんど生じず、良好なエッ
チングの均一性が得られる。
体として残留する水蒸気を除去した後、弗化水素を導入
する場合、水蒸気を含むＮ2 ガスの導入が停止された直
後に、処理容器内の圧力が減少する。この圧力変動は、
ウエハ面内およびウエハ間のエッチングの均一性にばら
つきを生ずるおそれがある。これに対し、図５に示す方
法では、水蒸気を含むＮ2 ガスの導入を停止した後、処
理容器に圧力の減少に応じた量のＮ2 ガスを導入してい
る。そのため、圧力変動がほとんど生じず、良好なエッ
チングの均一性が得られる。
【００２５】図６は、水蒸気用配管とＨＦ用配管を、切
替バルブを用いて接続した例を示す図である。この図
で、バルブ２１に水蒸気を含むＮ2 ガスを導入する配管
２３と、弗化水素を含むＮ2 ガスを導入する配管２４が
取り付けられている。さらに、バルブ２１に、配管２５
が取り付けられており、この配管２５の他端は処理容器
（図示せず）に取り付けられている。この例では、切替
時に水蒸気とＨＦとは配管内で必ず接触するので、この
配管２５は耐弗化水素処理されていることが望ましい。
替バルブを用いて接続した例を示す図である。この図
で、バルブ２１に水蒸気を含むＮ2 ガスを導入する配管
２３と、弗化水素を含むＮ2 ガスを導入する配管２４が
取り付けられている。さらに、バルブ２１に、配管２５
が取り付けられており、この配管２５の他端は処理容器
（図示せず）に取り付けられている。この例では、切替
時に水蒸気とＨＦとは配管内で必ず接触するので、この
配管２５は耐弗化水素処理されていることが望ましい。
【００２６】この切替バルブを用いることにより、水蒸
気を含むＮ2 ガスの停止と弗化水素を含むＮ2 ガスの導
入のタイミングを制御することが可能となり、しかも、
バルブおよび配管をそれぞれ１つにすることができる。
気を含むＮ2 ガスの停止と弗化水素を含むＮ2 ガスの導
入のタイミングを制御することが可能となり、しかも、
バルブおよび配管をそれぞれ１つにすることができる。
【００２７】以下、本発明の実施例について詳細に説明
する。 実施例１ 図１に示すエッチング装置を用い、６インチのシリコン
ウエハ上のシリコン酸化膜（厚さ１００ｎｍ）のエッチ
ング処理を行った。
する。 実施例１ 図１に示すエッチング装置を用い、６インチのシリコン
ウエハ上のシリコン酸化膜（厚さ１００ｎｍ）のエッチ
ング処理を行った。
【００２８】図５に、このときの処理容器へのガスの流
量変化を示す。まず、マスフロ−コントロ−ラ１３を閉
鎖した状態で、バルブ８を開放し、処理容器１内に流量
８００ＳＣＣＭの水蒸気とＮ2 ガスとの混合ガスを導入
し、さらにマスフロ−コントロ−ラ１１を閉鎖した状態
で、バルブ７を開放して７００ＳＣＣＭのＮ2 ガスを導
入した。５分後にバルブ８を閉鎖し、同時に、処理容器
１内の圧力変動が起こらないように、マスフロ−コント
ロ−ラ１０の調節を行い、Ｎ2 ガスを導入した。バルブ
８の閉鎖から５秒後に、マスフロ−コントロ−ラ１１を
調節して、さらに１００ＳＣＣＭのＨＦガスを５分間導
入し、シリコン酸化膜をエッチング処理した。なお、処
理室内の圧力は、８．９×１０3 Ｐａ、処理室内の温度
は、２７℃であった。
量変化を示す。まず、マスフロ−コントロ−ラ１３を閉
鎖した状態で、バルブ８を開放し、処理容器１内に流量
８００ＳＣＣＭの水蒸気とＮ2 ガスとの混合ガスを導入
し、さらにマスフロ−コントロ−ラ１１を閉鎖した状態
で、バルブ７を開放して７００ＳＣＣＭのＮ2 ガスを導
入した。５分後にバルブ８を閉鎖し、同時に、処理容器
１内の圧力変動が起こらないように、マスフロ−コント
ロ−ラ１０の調節を行い、Ｎ2 ガスを導入した。バルブ
８の閉鎖から５秒後に、マスフロ−コントロ−ラ１１を
調節して、さらに１００ＳＣＣＭのＨＦガスを５分間導
入し、シリコン酸化膜をエッチング処理した。なお、処
理室内の圧力は、８．９×１０3 Ｐａ、処理室内の温度
は、２７℃であった。
【００２９】この時のシリコンウエハ上の酸化膜の各位
置におけるエッチングレ−トを測定したところ、図７に
示す結果を得た。なお、図７において、縦、横は、シリ
コンウエハのオリフラを下方向とした場合の方向を示
す。また、処理前の酸化膜の膜厚の面内バラツキは±
１．２７％であったが、処理後の面内バラツキは±１．
３３％と、わずかに増加しただけであった。
置におけるエッチングレ−トを測定したところ、図７に
示す結果を得た。なお、図７において、縦、横は、シリ
コンウエハのオリフラを下方向とした場合の方向を示
す。また、処理前の酸化膜の膜厚の面内バラツキは±
１．２７％であったが、処理後の面内バラツキは±１．
３３％と、わずかに増加しただけであった。
【００３０】一方、他の６インチのシリコンウエハを準
備し、その表面のシリコン酸化膜（厚さ１００ｎｍ）の
エッチング処理を従来の方法により行った。即ち、処理
室内に流量８００ＳＣＣＭの水蒸気と流量７００ＳＣＣ
ＭのＮ2 ガスの混合ガスを導入し、５分後にこの混合ガ
スの導入を停止して、流量１００ＳＣＣＭの無水ＨＦガ
スと、流量８００ＳＣＣＭの水蒸気と、流量７００ＳＣ
ＣＭのＮ2 ガスの混合ガスを５分間導入し、シリコン酸
化膜をエッチング処理した。なお、処理室内の圧力は、
８．９×１０3 Ｐａ、処理室内の温度は、２７℃であっ
た。
備し、その表面のシリコン酸化膜（厚さ１００ｎｍ）の
エッチング処理を従来の方法により行った。即ち、処理
室内に流量８００ＳＣＣＭの水蒸気と流量７００ＳＣＣ
ＭのＮ2 ガスの混合ガスを導入し、５分後にこの混合ガ
スの導入を停止して、流量１００ＳＣＣＭの無水ＨＦガ
スと、流量８００ＳＣＣＭの水蒸気と、流量７００ＳＣ
ＣＭのＮ2 ガスの混合ガスを５分間導入し、シリコン酸
化膜をエッチング処理した。なお、処理室内の圧力は、
８．９×１０3 Ｐａ、処理室内の温度は、２７℃であっ
た。
【００３１】このときのシリコンウエハ上の酸化膜の各
位置におけるエッチングレ−トを測定したところ、図８
に示す結果を得た。また、処理前の酸化膜の膜厚の面内
バラツキは±１．３７％であったが、５分間の処理後の
面内バラツキは＋３５．２１％と大幅に増加した。
位置におけるエッチングレ−トを測定したところ、図８
に示す結果を得た。また、処理前の酸化膜の膜厚の面内
バラツキは±１．３７％であったが、５分間の処理後の
面内バラツキは＋３５．２１％と大幅に増加した。
【００３２】図７と図８の比較から明らかなように、水
蒸気を含まない処理ガスを用いて本発明の方法により処
理した場合、エッチングレ−トの均一性は良好である
が、水蒸気を含む処理ガスを用いて従来の方法により処
理した場合には、ウエハの中央部に比べ、周辺部のエッ
チングレ−トが極端に高く、エッチングの均一製が劣っ
ていることがわかる。以上説明した例では、水蒸気を用
いているが、水蒸気の代わりにアルコ−ルを用いても同
様に本発明の効果を得ることができる。
蒸気を含まない処理ガスを用いて本発明の方法により処
理した場合、エッチングレ−トの均一性は良好である
が、水蒸気を含む処理ガスを用いて従来の方法により処
理した場合には、ウエハの中央部に比べ、周辺部のエッ
チングレ−トが極端に高く、エッチングの均一製が劣っ
ていることがわかる。以上説明した例では、水蒸気を用
いているが、水蒸気の代わりにアルコ−ルを用いても同
様に本発明の効果を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
処理室内にあらかじめ水蒸気を含むガスを導入し、エッ
チング処理の際には水蒸気を含まない処理ガスを用いて
処理を行っているため、半導体基板上の極めて薄い自然
酸化膜のみを良好な均一性をもってエッチング処理する
ことが可能である。
処理室内にあらかじめ水蒸気を含むガスを導入し、エッ
チング処理の際には水蒸気を含まない処理ガスを用いて
処理を行っているため、半導体基板上の極めて薄い自然
酸化膜のみを良好な均一性をもってエッチング処理する
ことが可能である。
【図１】本発明の一態様に係る半導体製造装置を概略的
に示す図。
に示す図。
【図２】本発明の一態様に係る半導体製造装置の製造方
法における、処理容器内へのガス流量の時間変化を示す
図。
法における、処理容器内へのガス流量の時間変化を示す
図。
【図３】本発明の一態様に係る半導体製造装置の製造方
法における、処理容器内へのガス流量の時間変化を示す
図。
法における、処理容器内へのガス流量の時間変化を示す
図。
【図４】本発明の一態様に係る半導体製造装置の製造方
法における、処理容器内へのガス流量の時間変化を示す
図。
法における、処理容器内へのガス流量の時間変化を示す
図。
【図５】本発明の一態様に係る半導体製造装置の製造方
法における、処理容器内へのガス流量の時間変化を示す
図。
法における、処理容器内へのガス流量の時間変化を示す
図。
【図６】本発明の一態様に係る半導体製造装置の一部を
示す図。
示す図。
【図７】本発明の方法によるエッチングの面内均一性を
示す特性図。
示す特性図。
【図８】従来の方法によるエッチングの面内均一性を示
す特性図。
す特性図。
１…処理容器 ２…処理室 ３…下部フランジ部 ４…シリコンウエハ ５…配管 ６…配管 ７…バルブ ８…バルブ ９…排気管 １０…マスフロ−コントロ−ラ １２…マスフロ−コントロ−ラ １３…マスフロ−コントロ−ラ １４…マスフロ−コントロ−ラ １５…タンク ２１…切替バルブ ２３…配管 ２４…配管 ２５…配管
Claims (11)
- 【請求項１】 半導体基板を収容する処理容器に、水蒸
気又はアルコ−ルを含むガスを導入する工程と、前記ガ
スの導入を停止した後、前記処理容器に弗化水素ガスを
導入する工程とを具備する半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記弗化水素ガスを導入する工程におい
て、不活性ガスを同時に導入する請求項１に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記弗化水素ガスは、水蒸気又はアルコ
−ルを含まない請求項１に記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項４】 前記弗化水素ガスは、無水弗化水素ガス
である請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記処理容器に弗化水素ガスを導入する
工程において、処理容器内に気体として水蒸気又はアル
コ−ルが残留している間に、弗化水素ガスを導入する請
求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記処理容器に弗化水素ガスを導入する
工程において、処理容器内に気体として残留している水
蒸気又はアルコ−ルを除去した後、弗化水素ガスを導入
する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記水蒸気又はアルコ−ルを含むガスを
第１の配管を通して前記処理容器内に導入し、前記弗化
水素ガスを第２の配管を通して前記処理容器内に導入
し、第１の配管および第２の配管を通して前記処理容器
に常に不活性ガスが導入されている請求項６に記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記水蒸気又はアルコ−ルを含むガスを
第１の配管を通して前記処理容器内に導入し、前記弗化
水素ガスを第２の配管を通して前記処理容器内に導入
し、前記第２の配管を通して前記処理容器に常に不活性
ガスが導入され、前記水蒸気又はアルコ−ルを含むガス
の導入の停止後、前記第２の配管を通して前記処理容器
内に導入される不活性ガスの流量を増加させる請求項６
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記水蒸気又はアルコ−ルを含むガスを
導入することにより、前記半導体基板に付着または吸着
された水又はアルコ−ルと、前記弗化水素ガスとを反応
させる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 半導体基板を収容する処理容器と、前
記処理容器に導入される水蒸気又はアルコ−ルを含む第
１のガスが通る第１の配管と、前記処理容器に導入され
る弗化水素を含む第２のガスが通る第２の配管と、前記
第１のガスの導入の停止と前記第２のガスの導入のタイ
ミングを制御する手段とを具備し、前記処理容器の金属
で構成されている部分の表面が、耐弗化水素性を有する
材料からなる半導体製造装置。 - 【請求項１１】 前記第１の配管と第２の配管とが、切
替バルブで連結されており、この切替バルブと前記処理
容器とを連結する配管を具備している請求項１０に記載
の半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8197579A JPH09102490A (ja) | 1995-07-31 | 1996-07-26 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-194698 | 1995-07-31 | ||
| JP19469895 | 1995-07-31 | ||
| JP8197579A JPH09102490A (ja) | 1995-07-31 | 1996-07-26 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102490A true JPH09102490A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=26508669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8197579A Pending JPH09102490A (ja) | 1995-07-31 | 1996-07-26 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09102490A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002261081A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-13 | Asm Japan Kk | 半導体ウエハのエッチング装置及び方法 |
| KR100513781B1 (ko) * | 1997-10-28 | 2005-12-08 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 종형처리장치 |
| KR20160084313A (ko) * | 2015-01-05 | 2016-07-13 | 램 리써치 코포레이션 | 실리콘 옥사이드 및 게르마늄 옥사이드에 대한 등방성 원자층 에칭 |
| US10679868B2 (en) | 2015-01-06 | 2020-06-09 | Lam Research Corporation | Isotropic atomic layer etch for silicon oxides using no activation |
| US11380556B2 (en) | 2018-05-25 | 2022-07-05 | Lam Research Corporation | Thermal atomic layer etch with rapid temperature cycling |
| US11637022B2 (en) | 2018-07-09 | 2023-04-25 | Lam Research Corporation | Electron excitation atomic layer etch |
| US12280091B2 (en) | 2021-02-03 | 2025-04-22 | Lam Research Corporation | Etch selectivity control in atomic layer etching |
| US12615980B2 (en) | 2021-03-18 | 2026-04-28 | Lam Research Corporation | Etching of indium gallium zinc oxide |
-
1996
- 1996-07-26 JP JP8197579A patent/JPH09102490A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100513781B1 (ko) * | 1997-10-28 | 2005-12-08 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 종형처리장치 |
| JP2002261081A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-13 | Asm Japan Kk | 半導体ウエハのエッチング装置及び方法 |
| KR20160084313A (ko) * | 2015-01-05 | 2016-07-13 | 램 리써치 코포레이션 | 실리콘 옥사이드 및 게르마늄 옥사이드에 대한 등방성 원자층 에칭 |
| JP2016129227A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-14 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 酸化物層のエッチング方法及びエッチング装置 |
| US10679868B2 (en) | 2015-01-06 | 2020-06-09 | Lam Research Corporation | Isotropic atomic layer etch for silicon oxides using no activation |
| US11380556B2 (en) | 2018-05-25 | 2022-07-05 | Lam Research Corporation | Thermal atomic layer etch with rapid temperature cycling |
| US11637022B2 (en) | 2018-07-09 | 2023-04-25 | Lam Research Corporation | Electron excitation atomic layer etch |
| US12280091B2 (en) | 2021-02-03 | 2025-04-22 | Lam Research Corporation | Etch selectivity control in atomic layer etching |
| US12615980B2 (en) | 2021-03-18 | 2026-04-28 | Lam Research Corporation | Etching of indium gallium zinc oxide |
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