JPS6360532A - ドライエツチング方法 - Google Patents
ドライエツチング方法Info
- Publication number
- JPS6360532A JPS6360532A JP20371586A JP20371586A JPS6360532A JP S6360532 A JPS6360532 A JP S6360532A JP 20371586 A JP20371586 A JP 20371586A JP 20371586 A JP20371586 A JP 20371586A JP S6360532 A JPS6360532 A JP S6360532A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- silicon
- oxide film
- semiconductor substrate
- dry etching
- 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.)
- Pending
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光励起ドライエツチング法に係り、特に、シ
リコン半導体基板の均一性、再現性の良好なドライエツ
チング方法に関する。
リコン半導体基板の均一性、再現性の良好なドライエツ
チング方法に関する。
従来の半導体基板の光励起ドライエツチング方法は、特
開昭５９−９０９３０に記載のように、光源にＨｇ −
Ｘ ｅランプ（波長２２４０ｎｍ）、反応ガスにＣｌ２
２ ガスを用いており、シリコン、特にｎシリコンがダ
メージフリーでエツチングされている。そして、シリコ
ンとシリコン酸化膜との選択比が極めて大きいため、シ
リコン酸化膜上のｐｏＱｙシリコン膜が良好にエツチン
グできることが示されている。
開昭５９−９０９３０に記載のように、光源にＨｇ −
Ｘ ｅランプ（波長２２４０ｎｍ）、反応ガスにＣｌ２
２ ガスを用いており、シリコン、特にｎシリコンがダ
メージフリーでエツチングされている。そして、シリコ
ンとシリコン酸化膜との選択比が極めて大きいため、シ
リコン酸化膜上のｐｏＱｙシリコン膜が良好にエツチン
グできることが示されている。
上記従来技術においては、シリコンのエツチングの均一
性、再現性は考慮されていない６本発明の目的は、シリ
コンの光励起エツチングの均一性、再現性に及ぼす因子
を解明し、高精度のエツチング方法を提供することにあ
る。
性、再現性は考慮されていない６本発明の目的は、シリ
コンの光励起エツチングの均一性、再現性に及ぼす因子
を解明し、高精度のエツチング方法を提供することにあ
る。
上記目的は、シリコン半導体基板表面の自然酸化膜の厚
みを規定すること、またシリコン半導体基板の光励起エ
ツチングの前処理として、シリコン半導体基板表面の自
然酸化膜を除去するために。
みを規定すること、またシリコン半導体基板の光励起エ
ツチングの前処理として、シリコン半導体基板表面の自
然酸化膜を除去するために。
同一反応容器内で自然酸化膜をプラズマエツチング又は
光励起エツチングすることにより、シリコンのエツチン
グむら、バラツキをなくすことができる。
光励起エツチングすることにより、シリコンのエツチン
グむら、バラツキをなくすことができる。
本発明者は、ハロゲンガスの紫外光励起によるシリコン
のエツチングに及ぼす種々のプロセスバランスメータを
詳細に検討した。その結果、エツチング速度に及ぼす因
子として、反応圧力及び反応ガス流速、励起光強度、基
板温度等の反応因子、並びにシリコン基板の導電型及び
導電率、結晶方位、マスク開孔率等のサンプル因子が挙
げられることが判った。そしてサンプル因子に合わせて
反応因子を調節することが必要であるが、未だエツチン
グ速度のバラツキ、特に再現性不良が現われた。光励起
エツチングの特徴の１つに、シリコンとシリコン酸化膜
の高選択性がある。これは、シリコンは、エツチングさ
れるが、シリコン酸化膜は、全くエツチングされないた
めである。このため、シリコン基板表面の自然酸化膜が
厚くなると、シリコンのエツチングにバラツキを生じる
ことが判った０本発明者は、これを定量的に把握し、そ
して、その対策にシリコンの光励起エツチングの前処理
として、シリコン酸化膜を除去することが。
のエツチングに及ぼす種々のプロセスバランスメータを
詳細に検討した。その結果、エツチング速度に及ぼす因
子として、反応圧力及び反応ガス流速、励起光強度、基
板温度等の反応因子、並びにシリコン基板の導電型及び
導電率、結晶方位、マスク開孔率等のサンプル因子が挙
げられることが判った。そしてサンプル因子に合わせて
反応因子を調節することが必要であるが、未だエツチン
グ速度のバラツキ、特に再現性不良が現われた。光励起
エツチングの特徴の１つに、シリコンとシリコン酸化膜
の高選択性がある。これは、シリコンは、エツチングさ
れるが、シリコン酸化膜は、全くエツチングされないた
めである。このため、シリコン基板表面の自然酸化膜が
厚くなると、シリコンのエツチングにバラツキを生じる
ことが判った０本発明者は、これを定量的に把握し、そ
して、その対策にシリコンの光励起エツチングの前処理
として、シリコン酸化膜を除去することが。
有効であることを見出した。
実施例１、第１図は、シリコン基板表面の自然酸化膜の
厚みと、シリコンの光励起エツチング速度の関係を示す
、自然酸化膜は、フッ素洗浄後。
厚みと、シリコンの光励起エツチング速度の関係を示す
、自然酸化膜は、フッ素洗浄後。
１）流水洗浄１５分、２）硝酸煮沸、３）オゾンを含む
酸素ガスをバブルした硫酸煮沸、４）空気中放置２４時
間、５）空気中紫外光照射、により形成し、エリプソメ
ーターで厚みを測定した。光励起エツチングは、第２図
に示す装置１を用いた。
酸素ガスをバブルした硫酸煮沸、４）空気中放置２４時
間、５）空気中紫外光照射、により形成し、エリプソメ
ーターで厚みを測定した。光励起エツチングは、第２図
に示す装置１を用いた。
試料３０（自然酸化膜付のｎ型単結晶シリコン基板）を
サセプタ３上に設置し、反応容器２内を、真空ポンプ４
により、真空排気した。この後、反応ガスとして、ＨＣ
ｆｉ、又は、ＣＱ２をボンベ７又は８より供給し、マス
フローコントローラ１０又は１１により、流量を５０ｃ
ｃ／分に一定にし、反応容器２内へ流入して、真空ポン
プ４により反応容器２内の圧力を３．２Ｔｏｒｒに一定
にした後、低圧水銀ランプ５（波長＝１８５ｎｍ。
サセプタ３上に設置し、反応容器２内を、真空ポンプ４
により、真空排気した。この後、反応ガスとして、ＨＣ
ｆｉ、又は、ＣＱ２をボンベ７又は８より供給し、マス
フローコントローラ１０又は１１により、流量を５０ｃ
ｃ／分に一定にし、反応容器２内へ流入して、真空ポン
プ４により反応容器２内の圧力を３．２Ｔｏｒｒに一定
にした後、低圧水銀ランプ５（波長＝１８５ｎｍ。
２５４ｎｍ、出力８０ｍｗ）、又はＨｇ −Ｘ ｅラン
プ（波長２００〜４００ ｎ ｍ ＋出力２００ ｗ）
の紫外光を、高純度合成石英製窓６を通して反応容器２
内へ照射し、試料３０を光励起エツチングした。その結
果、シリコン基板表面のエツチングは、自然酸化膜の厚
みが１５Å以下では、バラツキが小さくエツチングでき
、それ以上では、エツチングマスクとなっていることが
判った。
プ（波長２００〜４００ ｎ ｍ ＋出力２００ ｗ）
の紫外光を、高純度合成石英製窓６を通して反応容器２
内へ照射し、試料３０を光励起エツチングした。その結
果、シリコン基板表面のエツチングは、自然酸化膜の厚
みが１５Å以下では、バラツキが小さくエツチングでき
、それ以上では、エツチングマスクとなっていることが
判った。
実施例２、実施例１と同一の試料を用いて、シリコンの
光励起エツチングの前処理として、自然酸化膜の除去法
を検討した。ＣＦ４ガスをボンベ９からマスフローコン
トローラ１２を通して、反応容器２内のＣＦ、ガス圧力
を、３０ｍＴｏｒｒとし、電極１３に、周波数１３．５
６ＭＨｚ、出力１００Ｗの高周波数を印加してプラズマ
を発生させた。プラズマエツチング時間１５秒間により
、シリコン基板３０表面の自然酸化膜をエツチング除去
し、引き続き実施例１と同様、シリコン基板３０を光励
起エツチングした。その結果、シリコン基板３０のエツ
チング深さは、８００人／分で、４インチウェハ内の均
一性は、±４％にできた。
光励起エツチングの前処理として、自然酸化膜の除去法
を検討した。ＣＦ４ガスをボンベ９からマスフローコン
トローラ１２を通して、反応容器２内のＣＦ、ガス圧力
を、３０ｍＴｏｒｒとし、電極１３に、周波数１３．５
６ＭＨｚ、出力１００Ｗの高周波数を印加してプラズマ
を発生させた。プラズマエツチング時間１５秒間により
、シリコン基板３０表面の自然酸化膜をエツチング除去
し、引き続き実施例１と同様、シリコン基板３０を光励
起エツチングした。その結果、シリコン基板３０のエツ
チング深さは、８００人／分で、４インチウェハ内の均
一性は、±４％にできた。
上記の実施例では、シリコン基板上の自然酸化膜の除去
に、プラズマエツチングを用いたが、例えば、Ｃａ２や
ＮＦ、ガスのエキシマレーザからの高出力紫外光（例え
ば、ＡｒＦ１９３ｎｍ）励起によるエツチングも可能で
ある。また、半導体基板も、単結晶シリコン、アモルフ
ァスシリコン。
に、プラズマエツチングを用いたが、例えば、Ｃａ２や
ＮＦ、ガスのエキシマレーザからの高出力紫外光（例え
ば、ＡｒＦ１９３ｎｍ）励起によるエツチングも可能で
ある。また、半導体基板も、単結晶シリコン、アモルフ
ァスシリコン。
ゲルマニウム、化合物半導体もエツチングできることが
確められた。
確められた。
本発明によれば、光励起エツチングの前処理として、半
導体基板表面の酸化膜の厚みを規定することにより、エ
ツチングのむら、バラツキがなくなり、高精度で再現性
の良いエツチングが可能となる。
導体基板表面の酸化膜の厚みを規定することにより、エ
ツチングのむら、バラツキがなくなり、高精度で再現性
の良いエツチングが可能となる。
第１図は本発明のもととなる現象を確認した自然酸化膜
の厚さと基板シリコンの光励起エツチング速度の関係を
示す特性図、第２図は実施例に用いたドライエツチング
装置の模式図である。 ２・・・反応容器、５・・・紫外光光源、７・・・Ｈ（
１１ボンベ、８・・・ＣＱ、ボンベ、９・・・ＣＦ、ボ
ンベ、１３・・・プラズマ発生電極、３０・・・半導体
基板。 乎 ｌ 図
の厚さと基板シリコンの光励起エツチング速度の関係を
示す特性図、第２図は実施例に用いたドライエツチング
装置の模式図である。 ２・・・反応容器、５・・・紫外光光源、７・・・Ｈ（
１１ボンベ、８・・・ＣＱ、ボンベ、９・・・ＣＦ、ボ
ンベ、１３・・・プラズマ発生電極、３０・・・半導体
基板。 乎 ｌ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反応容器内に半導体基板を設置し、反応ガスとして
ハロゲン分子又はハロゲン元素を含む化合物を用い、反
応を励起させるエネルギーとして、紫外光を照射するこ
とにより半導体基板をエッチングする方法において、エ
ッチングの前処理として、半導体基板表面の自然酸化膜
の厚みを１５Å以下とすることを特徴とするドライエッ
チング方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、半導体基板表面の
自然酸化膜を、プラズマエッチング又は光励起エッチン
グした後、半導体基板を光励起エッチングすることを特
徴とするドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20371586A JPS6360532A (ja) | 1986-09-01 | 1986-09-01 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20371586A JPS6360532A (ja) | 1986-09-01 | 1986-09-01 | ドライエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6360532A true JPS6360532A (ja) | 1988-03-16 |
Family
ID=16478646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20371586A Pending JPS6360532A (ja) | 1986-09-01 | 1986-09-01 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6360532A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02148727A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体基板表面の処理方法 |
| JPH02309634A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US8591389B2 (en) | 2009-10-23 | 2013-11-26 | Fuji Seiko Limited | Tool transfer system |
-
1986
- 1986-09-01 JP JP20371586A patent/JPS6360532A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02148727A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体基板表面の処理方法 |
| JPH02309634A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US8591389B2 (en) | 2009-10-23 | 2013-11-26 | Fuji Seiko Limited | Tool transfer system |
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