米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> 株式会社日立製作所

発明の名称 フッ化水素ガスエッチングの前処理方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−45304
公開日 平成6年(1994)2月18日
出願番号 特願平4−193649
出願日 平成4年(1992)7月21日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 佐藤 孝雄 / 伊藤 晴夫
要約 目的
フッ化水素ガスによるシリコン酸化膜エッチングにおいて、その反応進行の再現性を向上させる。反応速度に大きな影響を与える試料表面吸着水分量をエッチング直前に制御する。

構成
試料の表面吸着水分量を、エッチング前に窒素雰囲気中の加熱処理あるいは窒素吹き付けにより制御する。
特許請求の範囲
【請求項1】被エッチング試料である二酸化シリコンを、窒素などの不活性ガス雰囲気中で加熱することを特徴とするフッ化水素ガスエッチングの前処理方法。
【請求項2】被エッチング試料である二酸化シリコンに高温の窒素などの昇温した不活性ガスを吹きつけることを特徴とするフッ化水素ガスエッチングの前処理方法。
【請求項3】請求項1又は2に記載した前処理の後、水分を含んだ窒素などの不活性ガスを吹きつけることにより被エッチング試料表面に水分を一定量吸着させることを特徴とするフッ化水素ガスエッチングの前処理方法。
【請求項4】請求項1,2又は3に記載されている前処理を行うことを特徴とするフッ化水素ガスエッチング方法。
【請求項5】請求項1,2又は3に記載されている前処理を行う機能を有することを特徴とするフッ化水素ガスエッチング装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイス製造工程等におけるシリコンの自然酸化膜除去等のシリコン酸化膜の高清浄エッチング技術に関する。
【0002】
【従来の技術】フッ化水素ガスによるシリコン酸化膜エッチング装置には、例えば特開平2−31419の装置がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】フッ化水素ガスを用いたシリコン酸化膜のエッチングは一般に図2に示す時間変化となる。図の縦軸は反応槽の後段に設けたIRで測定した反応生成物の吸光度でエッチングの進行を示す尺度、横軸はエッチング時間である。当該エッチングは、フッ化水素ガス流入開始後数秒ないし数十秒後から起き始め、2段階に進行する。1段目のエッチングによる膜減りはエリプソメータでは検出し得ない程微量であり、2段目の急激な進行はエリプソメータで測定したエッチング膜厚の変化と対応する。2段目の急激な進行の立上り時間が一定しないため、エッチング速度にバラツキが生じ当該エッチングの再現性が低かった。
【0004】2段目の立上り時間、すなわちエッチャント供給後の見掛け上エッチングが生じない時間をデッドタイムと定義すると、この長さはエッチング条件や酸化膜の種類に依存して変化するが、試料の表面吸着水分量にも依存して変化することが判明した。この原因は、本反応が化1式に示す反応であるためと考えられる。
【0005】
【化1】SiO2+H2O+4HF→SiF4+3H2O反応初期段階において、化1式中のH2Oは試料の表面吸着水分である。試料表面への水分の吸着は、処理の待ち時間等の間に容易に発生し且つその量は制御しにくい。このためデッドタイムの長さにバラツキが生じる。
【0006】本発明の目的は、エッチング前の試料の表面吸着水分を一定に揃えることによりエッチング時のデッドタイムのバラツキを抑え、エッチングの再現性を向上させることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、エッチング前の試料に対し窒素などの不活性ガス雰囲気中での加熱処理を行う。
【0008】上記目的を達成する別の手段として、エッチング前の試料に対し窒素などの不活性ガスの吹き付けを行う。
【0009】
【作用】エッチング前の試料に対し、窒素などの不活性ガス雰囲気中での加熱あるいは窒素などの不活性ガス吹き付けを行うことにより、当該試料の表面吸着水分をある程度量除去することができる。前記前処理を一定時間行うことにより、表面吸着水分量をある程度一定に揃えることができる。この試料に同一条件のエッチングを行うとデッドタイムは一定となるため、再現性のあるエッチングを行うことができる。
【0010】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明する。
【0011】実施例1先に定義したデッドタイムは、エッチング前の試料状態、例えば成膜後の経過時間や保管雰囲気により図3のように変化する。図3は成膜後の時間が長くなるとデッドタイムが短くなることと、成膜後の保管雰囲気の湿度が高くなるとデッドタイムが短くなることを示す。
【0012】これらの試料に対し、エッチング前に図1に示す窒素雰囲気中での600℃加熱処理を施すと、処理時間が長くなるに従ってデッドタイムは長くなる。処理時間80秒の時デッドタイムは試料の処理条件に依らずほぼ一定となる。これらの結果を図4に示す。この結果は、本処理により当該エッチングの再現性が向上することを示す。
【0013】実施例2同時に成膜した後同一の条件で保管したCVD酸化膜に対し当該エッチングを行なう前、加熱した窒素ガスの吹き付けを行なった。図5にガス吹き付け時間とデッドタイムとの関係を示す。横軸はガスの吹き付け時間、縦軸はデッドタイムである。ガスの吹き付け時間が長くなるに従ってデッドタイムは長くなり、ある値に飽和する傾向を示した。吹き付けるガスの温度を高くすると、より早く飽和した。
【0014】飽和値は初期値に依存しないので、吹き付け時間を最適化することによりデッドタイムを一定に揃えることができる。この結果は、本処理により当該エッチングの再現性が向上することを示す。
【0015】実施例3実施例1あるいは2に示した前処理を行なった後、被エッチング試料の表面に一定量の水分を吸着させた。水分の吸着には、水分を一定量含有した窒素などの不活性ガスの吹き付けにより行った。以下、水分を一定量含有した不活性ガスをウエットガスと称する。
【0016】ウエットガス吹き付け後にエッチングを行なったときのデッドタイムとウエットガス吹き付け時間との関係を図6に示す。横軸はウエットガスの吹き付け時間、縦軸はデッドタイムである。ウエットガスの吹き付け時間が長くなるに従ってデッドタイムは短くなった。ウエットガスの吹き付け時間を最適化することによりデッドタイムを一定に揃えることができる。この結果は、ウエットガス吹き付けにより当該エッチングの進行が促進されることを示す。
【0017】実施例4図7にフッ化水素ガスをエッチャントとしたシリコン酸化膜エッチング装置の概念図を示す。反応槽以外の部分は簡略化した。
【0018】反応槽は、前室10及びエッチング室11よりなる。前室10にはランプ型加熱器9が設置されており、試料のランプアニール処理ができる。装置あるいは配管等のフッ化水素ガスが触れる部分は、フッ化水素ガスによる腐食がないようにテフロンあるいはフッ化不働態処理を施したステンレスを用いる。
【0019】図では、前室を有する反応槽の例を示したがこれに限るものではなく、反応槽はマルチチャンバ構造でも良い。また前処理も、窒素ガス配管にリボンヒータ等を巻きつけるなどしてガスを昇温し、高温窒素吹き付けを行っても良い。さらに両者を併用しても良い。
【0020】実施例5従来のエッチング装置を用いてエッチング前試料にパージ用窒素ガスを吹き付ける。パージ用窒素ガスラインにリボンヒータ等を巻きつけ、これによりパージ用窒素ガスを昇温する。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、フッ化水素ガスによるシリコン酸化膜エッチングの反応速度をより高精度に制御することができる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013