JPH09171996A - 半導体基板の処理方法及びその処理装置 - Google Patents
半導体基板の処理方法及びその処理装置Info
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- JPH09171996A JPH09171996A JP32999395A JP32999395A JPH09171996A JP H09171996 A JPH09171996 A JP H09171996A JP 32999395 A JP32999395 A JP 32999395A JP 32999395 A JP32999395 A JP 32999395A JP H09171996 A JPH09171996 A JP H09171996A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 選択比の高いエッチング方法を提供すること
【解決手段】 μ波発生装置が設置されたチャンバー10
内のステージ12に、不純物含有率の異なるSi酸化膜を有
する半導体基板11を設置後、HF＋Ｈ2Ｏ(gas) を供給口1
4からチャンバー10内に供給し、μ波を発生させる。基
板11と雰囲気との温度差が広がるため、不純物含有率の
低いSi酸化膜へのＨ2Ｏ吸着が減少し、エッチングレー
トが減少する。よって、不純物含有率の高いSi酸化膜に
対する、それの低いSi酸化膜の選択比は低下する。従っ
て、μ波の発生を制御することにより、不純物含有率の
異なるSi酸化膜を、または不純物含有率の高いSi酸化膜
のみを、所望の形状にエッチングできるため、最終的に
得られる半導体装置の電気的特性の劣化を防止すること
ができる。
内のステージ12に、不純物含有率の異なるSi酸化膜を有
する半導体基板11を設置後、HF＋Ｈ2Ｏ(gas) を供給口1
4からチャンバー10内に供給し、μ波を発生させる。基
板11と雰囲気との温度差が広がるため、不純物含有率の
低いSi酸化膜へのＨ2Ｏ吸着が減少し、エッチングレー
トが減少する。よって、不純物含有率の高いSi酸化膜に
対する、それの低いSi酸化膜の選択比は低下する。従っ
て、μ波の発生を制御することにより、不純物含有率の
異なるSi酸化膜を、または不純物含有率の高いSi酸化膜
のみを、所望の形状にエッチングできるため、最終的に
得られる半導体装置の電気的特性の劣化を防止すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エッチング、特に
不純物含有率が異なる酸化膜同士の選択比を制御したエ
ッチング方法及びその装置に関する。
不純物含有率が異なる酸化膜同士の選択比を制御したエ
ッチング方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板に形成された複数の膜、例え
ば熱酸化膜とBSG(Boron Silicate Glass) 膜との選択比
を変えてエッチングを行なう場合、次のような装置及び
方法があった。
ば熱酸化膜とBSG(Boron Silicate Glass) 膜との選択比
を変えてエッチングを行なう場合、次のような装置及び
方法があった。
【０００３】(1) 図５は従来例の半導体基板の処理装
置である。チャンバー50内に、半導体基板51を支持し且
つ加熱するステージ52が設けられ、このチャンバー50に
排気口53、及び HF ＋Ｈ2Ｏ(liq.)保存部57から生じたH
F＋Ｈ2Ｏ(gas) を導入する供給口54が、各々バルブ53a
、54a を介して設けられている。
置である。チャンバー50内に、半導体基板51を支持し且
つ加熱するステージ52が設けられ、このチャンバー50に
排気口53、及び HF ＋Ｈ2Ｏ(liq.)保存部57から生じたH
F＋Ｈ2Ｏ(gas) を導入する供給口54が、各々バルブ53a
、54a を介して設けられている。
【０００４】そして、半導体基板51をチャンバー50内の
ステージ52上に設置した後、バルブ54を開けHF＋Ｈ2Ｏ
(gas) をキャリアガスでチャンバー50内に供給し、半導
体基板51の温度をステージ52で変化させることにより、
エッチング対象膜に対する非対象膜の選択比を制御して
いた。
ステージ52上に設置した後、バルブ54を開けHF＋Ｈ2Ｏ
(gas) をキャリアガスでチャンバー50内に供給し、半導
体基板51の温度をステージ52で変化させることにより、
エッチング対象膜に対する非対象膜の選択比を制御して
いた。
【０００５】(2) 図６は従来例の半導体基板の処理装
置である。チャンバー60内に、半導体基板61を支持する
ステージ62が設けられ、このチャンバー60に排気口63、
及びHF(gas)供給部とＨ2Ｏ(gas) 供給部により異なるル
ートで導入されたガスの供給口64が、各々バルブ60a 、
63a 、64a を介して設けられている。
置である。チャンバー60内に、半導体基板61を支持する
ステージ62が設けられ、このチャンバー60に排気口63、
及びHF(gas)供給部とＨ2Ｏ(gas) 供給部により異なるル
ートで導入されたガスの供給口64が、各々バルブ60a 、
63a 、64a を介して設けられている。
【０００６】そして、半導体基板61をチャンバー60内の
ステージ62に設置した後、バルブ64a を開けHF(gas) と
Ｈ2Ｏ(gas) 各々をキャリアガスで導入し、チャンバー6
0内にその混合ガスを供給する。この方法では、混合比
を変化させることにより、エッチング対象膜に対する非
対象膜との選択比を制御していた。
ステージ62に設置した後、バルブ64a を開けHF(gas) と
Ｈ2Ｏ(gas) 各々をキャリアガスで導入し、チャンバー6
0内にその混合ガスを供給する。この方法では、混合比
を変化させることにより、エッチング対象膜に対する非
対象膜との選択比を制御していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した、(1) におい
ては、 HF とＨ2Ｏの混合比が一定であるため、エッチ
ング対象膜と非対象膜との選択比を、半導体基板の温度
のみで制御しなければならない。しかし、温度制御が難
しく再現性に乏しい上に、基板面の温度のバラツキによ
り、基板位置により選択比が異なる可能性が高い問題を
有していた。
ては、 HF とＨ2Ｏの混合比が一定であるため、エッチ
ング対象膜と非対象膜との選択比を、半導体基板の温度
のみで制御しなければならない。しかし、温度制御が難
しく再現性に乏しい上に、基板面の温度のバラツキによ
り、基板位置により選択比が異なる可能性が高い問題を
有していた。
【０００８】また、(2) においては、選択比をHFとＨ2
Ｏの混合比のみで制御しなければならないが、パラメー
タが２つあるため、制御が難しい問題点を有していた。
そこで、本発明は、上記問題を解決し、エッチング対象
膜と非対象膜との選択比を高度に制御して、エッチング
を行なうことを目的とする。
Ｏの混合比のみで制御しなければならないが、パラメー
タが２つあるため、制御が難しい問題点を有していた。
そこで、本発明は、上記問題を解決し、エッチング対象
膜と非対象膜との選択比を高度に制御して、エッチング
を行なうことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体基板の処理方法では、第一の酸化膜
とその上に不純物含有率が更に高い第二の酸化膜を形成
した半導体基板を設置したチャンバー内にＨＦガス及び
Ｈ2Ｏガスを供給する工程と、前記ＨＦガス及びＨ2Ｏガ
スを供給すると同時若しくはその後、μ波を発生するこ
とにより、前記半導体基板と前記Ｈ2Ｏガスとの間に温
度差を生じさせ、前記第二の酸化膜と第一の酸化膜との
エッチングレートの選択比を制御し、前記第二の酸化膜
を除去する工程とを有することを特徴とする。
に、本発明の半導体基板の処理方法では、第一の酸化膜
とその上に不純物含有率が更に高い第二の酸化膜を形成
した半導体基板を設置したチャンバー内にＨＦガス及び
Ｈ2Ｏガスを供給する工程と、前記ＨＦガス及びＨ2Ｏガ
スを供給すると同時若しくはその後、μ波を発生するこ
とにより、前記半導体基板と前記Ｈ2Ｏガスとの間に温
度差を生じさせ、前記第二の酸化膜と第一の酸化膜との
エッチングレートの選択比を制御し、前記第二の酸化膜
を除去する工程とを有することを特徴とする。
【００１０】尚、上記ＨＦガス及びＨ2Ｏガスに代え
て、ＨＦガス及び O3 ガス、若しくはHCL ガス及び O3
ガスのいずれかの組み合わせを用いることを特徴とす
る。尚、上記半導体基板に変えて、酸化膜を有する半導
体基板を用い、前記半導体基板と前記酸化膜とのエッチ
ングレートの選択比を制御することを特徴とする。
て、ＨＦガス及び O3 ガス、若しくはHCL ガス及び O3
ガスのいずれかの組み合わせを用いることを特徴とす
る。尚、上記半導体基板に変えて、酸化膜を有する半導
体基板を用い、前記半導体基板と前記酸化膜とのエッチ
ングレートの選択比を制御することを特徴とする。
【００１１】尚、上記ＨＦガス及びＨ２Ｏガスを供給す
る工程において、各々のガスの供給量を調節し、混合比
を変えることを特徴とする。尚、上記半導体基板はSi基
板であり、第一及び第二の酸化膜はＳｉ酸化膜であり、
且つ第二の酸化膜の含有不純物は少なくともＢまたはＰ
のいずれかを含むことを特徴とするることを特徴とす
る。
る工程において、各々のガスの供給量を調節し、混合比
を変えることを特徴とする。尚、上記半導体基板はSi基
板であり、第一及び第二の酸化膜はＳｉ酸化膜であり、
且つ第二の酸化膜の含有不純物は少なくともＢまたはＰ
のいずれかを含むことを特徴とするることを特徴とす
る。
【００１２】尚、上記半導体基板はSi基板であり、酸化
膜はSi酸化膜であることを特徴とする。また、上記目的
を達成するために、本発明の半導体基板の処理装置で
は、チャンバーと、このチャンバー内に設けられた半導
体基板を設置するステージと、前記チャンバー内にＨＦ
ガス及びＨ2Ｏガスを供給する供給部と、前記チャンバ
ー内にμ波を発生させるμ波発生装置とを有することを
特徴とする。
膜はSi酸化膜であることを特徴とする。また、上記目的
を達成するために、本発明の半導体基板の処理装置で
は、チャンバーと、このチャンバー内に設けられた半導
体基板を設置するステージと、前記チャンバー内にＨＦ
ガス及びＨ2Ｏガスを供給する供給部と、前記チャンバ
ー内にμ波を発生させるμ波発生装置とを有することを
特徴とする。
【００１３】尚、上記供給部は、ＨＦガス及びＨ2Ｏガ
スの代わりに、ＨＦガス及び O3 ガス、若しくはHCL ガ
ス及び O3 ガスのいずれかの組み合わせを供給する供給
部であることを特徴とする。
スの代わりに、ＨＦガス及び O3 ガス、若しくはHCL ガ
ス及び O3 ガスのいずれかの組み合わせを供給する供給
部であることを特徴とする。
【００１４】尚、上記供給部は、各々のガスの供給量を
調節し、混合比を変えることを特徴とする。尚、上記半
導体基板は、Si酸化膜を有するSi基板であることを特徴
とする。
調節し、混合比を変えることを特徴とする。尚、上記半
導体基板は、Si酸化膜を有するSi基板であることを特徴
とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の第
一の実施例にかかる半導体基板の処理装置及びその処理
方法を説明する。図１は、本発明の第一の実施例にかか
る半導体基板の処理装置の概略構成図である。μ波発生
装置18が設置されたチャンバー10内に、半導体基板11を
支持するステージ12が設けられている。このチャンバー
10には、排気口13及びHF＋Ｈ2Ｏ(gas) の供給口14が、
各々バルブ13a 、14a を介して別々に設けられている。
このμ波発生装置18の位置は、特に限定されないが、本
実施例のようにステージ12上方に設けると、μ波が、雰
囲気・半導体基板11・ステージ12の方向へ進むため、雰
囲気と半導体基板11との温度差を効率良く設けられる効
果を有する。
一の実施例にかかる半導体基板の処理装置及びその処理
方法を説明する。図１は、本発明の第一の実施例にかか
る半導体基板の処理装置の概略構成図である。μ波発生
装置18が設置されたチャンバー10内に、半導体基板11を
支持するステージ12が設けられている。このチャンバー
10には、排気口13及びHF＋Ｈ2Ｏ(gas) の供給口14が、
各々バルブ13a 、14a を介して別々に設けられている。
このμ波発生装置18の位置は、特に限定されないが、本
実施例のようにステージ12上方に設けると、μ波が、雰
囲気・半導体基板11・ステージ12の方向へ進むため、雰
囲気と半導体基板11との温度差を効率良く設けられる効
果を有する。
【００１６】以下、DRAMの製造工程において使用した
例、本発明の作用、効果を説明する。図３(a) は、キャ
パシタとなるトレンチを形成する工程にあるSi基板の概
略断面図である。図３(a) のように、Si基板39a には、
下層から順に、熱酸化膜39bが10nm、窒化膜39c が100
〜200nm 、パターニングされたBSG 膜39d が〜500nm形
成され、それをマスクにSi基板39a 、熱酸化膜39b 、窒
化膜39c がエッチングされ、トレンチが形成されてい
る。このSi基板39a をステージ12に設置した後、バルブ
14a を閉めバルブ13a を開け、排気口13から不要なガス
を除去する。次に、バルブ14a を開けチャンバー10内に
HF+H2 O(gas)を供給し、μ波を発生させてSi基板39a と
H2 O(gas)との間に温度差Ｔを生じさせる。
例、本発明の作用、効果を説明する。図３(a) は、キャ
パシタとなるトレンチを形成する工程にあるSi基板の概
略断面図である。図３(a) のように、Si基板39a には、
下層から順に、熱酸化膜39bが10nm、窒化膜39c が100
〜200nm 、パターニングされたBSG 膜39d が〜500nm形
成され、それをマスクにSi基板39a 、熱酸化膜39b 、窒
化膜39c がエッチングされ、トレンチが形成されてい
る。このSi基板39a をステージ12に設置した後、バルブ
14a を閉めバルブ13a を開け、排気口13から不要なガス
を除去する。次に、バルブ14a を開けチャンバー10内に
HF+H2 O(gas)を供給し、μ波を発生させてSi基板39a と
H2 O(gas)との間に温度差Ｔを生じさせる。
【００１７】μ波の発生は、 H2 O(gas)の振動を激しく
させ、Ｔを高くし、露出した膜への水分吸着率を減少さ
せる。つまり、Si酸化膜は膜上もしくは膜内のH 2 O と
HFの反応によりエッチングされる作用を考慮し、熱酸化
膜のエッチングレートを減少させる。しかし、ボロン(
Ｂ) 、リン(P) 等の吸湿性の不純物を含む酸化膜、例え
ばPSG 膜、BPSG膜、BSG 膜39d は、吸水性が高いため、
エッチングレートは減少しない。また、数値には顕著に
現れないが、μ波を発生することにより H2 O(gas)の振
動が激しくなり、不純物を含む酸化膜の除去効率が高ま
ると考えられる。尚、Si窒化膜39c のエッチングレート
に変化は生じない。したがって、Ｔの上昇により、BSG
膜39d に対するSi窒化膜39c の選択比を保持したまま、
BSG 膜39d に対する熱酸化膜39b の選択比Ｙを減少させ
た状態で、BSG 膜39d のみをエッチングできる。
させ、Ｔを高くし、露出した膜への水分吸着率を減少さ
せる。つまり、Si酸化膜は膜上もしくは膜内のH 2 O と
HFの反応によりエッチングされる作用を考慮し、熱酸化
膜のエッチングレートを減少させる。しかし、ボロン(
Ｂ) 、リン(P) 等の吸湿性の不純物を含む酸化膜、例え
ばPSG 膜、BPSG膜、BSG 膜39d は、吸水性が高いため、
エッチングレートは減少しない。また、数値には顕著に
現れないが、μ波を発生することにより H2 O(gas)の振
動が激しくなり、不純物を含む酸化膜の除去効率が高ま
ると考えられる。尚、Si窒化膜39c のエッチングレート
に変化は生じない。したがって、Ｔの上昇により、BSG
膜39d に対するSi窒化膜39c の選択比を保持したまま、
BSG 膜39d に対する熱酸化膜39b の選択比Ｙを減少させ
た状態で、BSG 膜39d のみをエッチングできる。
【００１８】図３(b) は、従来のＹ＝約１の条件下でト
レンチ形成したSi基板の概略断面図である。他の膜に対
し非常に薄い熱酸化膜39b の構造であるため、従来はト
レンチ形成部以外の熱酸化膜をエッチングしていたが、
本発明では防止できるため、この後周知の半導体製造工
程を経て形成されたDRAMは、キャパシタ容量の低下、リ
ーク電流の発生が抑止されている。
レンチ形成したSi基板の概略断面図である。他の膜に対
し非常に薄い熱酸化膜39b の構造であるため、従来はト
レンチ形成部以外の熱酸化膜をエッチングしていたが、
本発明では防止できるため、この後周知の半導体製造工
程を経て形成されたDRAMは、キャパシタ容量の低下、リ
ーク電流の発生が抑止されている。
【００１９】すなわち、選択比を高度に制御できること
により、所望の構造が得られ、最終的に得られる半導体
装置の電気的特性の劣化を防止できる。さらに、残存す
るHFが多い場合、半導体基板にF が付着し自然酸化膜が
形成され易くなる為、高温にすることは H2 O(gas)によ
るF 除去効率を促進し、更には半導体基板表面にH を付
着させ自然酸化膜形成を防止する効果をもたらす。
により、所望の構造が得られ、最終的に得られる半導体
装置の電気的特性の劣化を防止できる。さらに、残存す
るHFが多い場合、半導体基板にF が付着し自然酸化膜が
形成され易くなる為、高温にすることは H2 O(gas)によ
るF 除去効率を促進し、更には半導体基板表面にH を付
着させ自然酸化膜形成を防止する効果をもたらす。
【００２０】次に、設定すべき詳細な条件について述べ
る。μ波の発生は、HF+ H 2 O(gas)2Oがチャンバー10内
への導入と同時、又は導入後に行なう。導入時に行なっ
た場合は、 Si 基板39a と H2 O(gas)との間の温度差を
短時間で発生できる効果を有する。
る。μ波の発生は、HF+ H 2 O(gas)2Oがチャンバー10内
への導入と同時、又は導入後に行なう。導入時に行なっ
た場合は、 Si 基板39a と H2 O(gas)との間の温度差を
短時間で発生できる効果を有する。
【００２１】μ波の発生時間・その強度は、チャンバー
10内のHF+H2 O(gas)量、所望のＴ、エッチング対象膜の
種類及びエッチング量( 形状) により決定され、適宜条
件を最適化する。
10内のHF+H2 O(gas)量、所望のＴ、エッチング対象膜の
種類及びエッチング量( 形状) により決定され、適宜条
件を最適化する。
【００２２】Ｔの値については、図４の熱酸化膜39b の
エッチングレートの温度変化を参照する。つまり、Ｔが
20℃以上では、熱酸化膜39b のエッチングレートは2nm
／min.以下になるがBSG 膜39d のそれは200nm ／min.と
変化しないため、BSG 膜39dに対する熱酸化膜39b の選
択比は約10-2以下になることが推測できる。このため、
本実施例では、選択比Ｙを下げるためには、Ｔは10℃よ
り上、10℃＜Ｔ＜20℃は選択比の変化が急峻なため安全
面の上では20℃程度必要なことを参照しμ波を発生させ
る。
エッチングレートの温度変化を参照する。つまり、Ｔが
20℃以上では、熱酸化膜39b のエッチングレートは2nm
／min.以下になるがBSG 膜39d のそれは200nm ／min.と
変化しないため、BSG 膜39dに対する熱酸化膜39b の選
択比は約10-2以下になることが推測できる。このため、
本実施例では、選択比Ｙを下げるためには、Ｔは10℃よ
り上、10℃＜Ｔ＜20℃は選択比の変化が急峻なため安全
面の上では20℃程度必要なことを参照しμ波を発生させ
る。
【００２３】尚、μ波発生の終了目安は、チャンバー10
内へのHF+H2 O(gas)導入が終了したと同時、又はそれ以
後に行なう。つまり所望の形状に膜をエッチングし終わ
った時に、終了させる。
内へのHF+H2 O(gas)導入が終了したと同時、又はそれ以
後に行なう。つまり所望の形状に膜をエッチングし終わ
った時に、終了させる。
【００２４】また、 HF+ H2 O(gas)の供給、μ波発生を
連続的に行なうか否か、その時のタイミング等は、必要
条件に対応し適宜決める。例えば、高いＴを短時間で設
けるためには、チャンバー10内に所定量のHF+H2 O(gas)
を供給した後、供給を止めμ波を発生するのが効率的で
ある。
連続的に行なうか否か、その時のタイミング等は、必要
条件に対応し適宜決める。例えば、高いＴを短時間で設
けるためには、チャンバー10内に所定量のHF+H2 O(gas)
を供給した後、供給を止めμ波を発生するのが効率的で
ある。
【００２５】また、エッチング量が多い場合、エッチン
グ量の飽和を抑止するためHF+H2 O(gas)の供給、μ波の
発生を共に連続的に行なうのが効果的である。次に、図
面を参照して本発明の第二の実施例にかかる半導体装置
の製造装置及びその製造方法を説明する。
グ量の飽和を抑止するためHF+H2 O(gas)の供給、μ波の
発生を共に連続的に行なうのが効果的である。次に、図
面を参照して本発明の第二の実施例にかかる半導体装置
の製造装置及びその製造方法を説明する。
【００２６】図２(a) は、本発明の第二の実施例にかか
る半導体基板の処理装置の概略構成図である。μ波発生
装置28が設置されたチャンバー20内に、半導体基板21を
支持するステージ22が設けられている。このチャンバー
20には、排気口23、及びHF+H2 O(gas)供給口25、Ｈ2Ｏ
(gas) 供給口26が、各々バルブ23a 、25a 、26aを介し
て別々に設けられている。このμ波発生装置28の位置
は、特に限定されないが、本実施例のようにステージ上
方に設けると、雰囲気と半導体基板21との温度差を効率
良く設けられる効果を有する。
る半導体基板の処理装置の概略構成図である。μ波発生
装置28が設置されたチャンバー20内に、半導体基板21を
支持するステージ22が設けられている。このチャンバー
20には、排気口23、及びHF+H2 O(gas)供給口25、Ｈ2Ｏ
(gas) 供給口26が、各々バルブ23a 、25a 、26aを介し
て別々に設けられている。このμ波発生装置28の位置
は、特に限定されないが、本実施例のようにステージ上
方に設けると、雰囲気と半導体基板21との温度差を効率
良く設けられる効果を有する。
【００２７】第一の実施例と同様に、DRAMの製造工程に
おい使用した例を説明する。図３(a) のように、下層か
ら順に、熱酸化膜39b が10nm、Si窒化膜39c が100〜200
nm 、パターニングされたBSG 膜39d が〜500nm 形成さ
れ、これをマスクにトレンチが形成されたSi基板39a を
ステージ22に設置した後、バルブ25a 、26aを閉じバル
ブ23a を開け、排気口23から不要なガスを除去し、バル
ブ23a を閉める。次に、チャンバー20内にHF(gas) 、 H
2 O(gas)を供給し、μ波を発振してSi基板39a と H2 O
(gas)との間に温度差Ｔを生じさせる。
おい使用した例を説明する。図３(a) のように、下層か
ら順に、熱酸化膜39b が10nm、Si窒化膜39c が100〜200
nm 、パターニングされたBSG 膜39d が〜500nm 形成さ
れ、これをマスクにトレンチが形成されたSi基板39a を
ステージ22に設置した後、バルブ25a 、26aを閉じバル
ブ23a を開け、排気口23から不要なガスを除去し、バル
ブ23a を閉める。次に、チャンバー20内にHF(gas) 、 H
2 O(gas)を供給し、μ波を発振してSi基板39a と H2 O
(gas)との間に温度差Ｔを生じさせる。
【００２８】Ｔの上昇により、BSG 膜39d に対するSi窒
化膜39c の選択比を保持したまま、BSG 膜39d に対する
熱酸化膜39b の選択比Ｙを減少した状態で、BSG 膜39d
のみをエッチングできる。
化膜39c の選択比を保持したまま、BSG 膜39d に対する
熱酸化膜39b の選択比Ｙを減少した状態で、BSG 膜39d
のみをエッチングできる。
【００２９】第一の実施例と同様に、第二の実施例もト
レンチ形成部以外の熱酸化膜のエッチングを防止できる
ため、この後周知の半導体製造工程を経て形成されたDR
AMは、キャパシタ容量の低下、リーク電流の発生が抑止
されている。
レンチ形成部以外の熱酸化膜のエッチングを防止できる
ため、この後周知の半導体製造工程を経て形成されたDR
AMは、キャパシタ容量の低下、リーク電流の発生が抑止
されている。
【００３０】すなわち、選択比を高度に制御できること
により、所望の構造が得られるため、最終的に得られる
半導体装置の電気的特性の劣化を防止できる。また第一
の実施例と同様に、本実施例では、高温にすることで H
2 O(gas)によるF 除去効率を促進し、更には半導体基板
表面にH を付着させ自然酸化膜形成を防止する効果をも
たらす。
により、所望の構造が得られるため、最終的に得られる
半導体装置の電気的特性の劣化を防止できる。また第一
の実施例と同様に、本実施例では、高温にすることで H
2 O(gas)によるF 除去効率を促進し、更には半導体基板
表面にH を付着させ自然酸化膜形成を防止する効果をも
たらす。
【００３１】さらに、第二の実施例では、HF(gas) 、 H
2 O(gas)を別々に供給できるため、その混合比を変える
ことにより選択比Ｙを変えられる。つまり、混合比を変
える構成と、温度差を設ける構成による作用が、足し合
さり選択比Ｙの制御性を高くできる利点を有する。
2 O(gas)を別々に供給できるため、その混合比を変える
ことにより選択比Ｙを変えられる。つまり、混合比を変
える構成と、温度差を設ける構成による作用が、足し合
さり選択比Ｙの制御性を高くできる利点を有する。
【００３２】次に、設定すべき詳細な条件について述べ
る。HF(gas) と H2 O(gas)の供給のタイミングは、両者
がチャンバー20内に同時に供給されるよう、若しくはHF
(gas) の方が先に供給されるよう操作する。
る。HF(gas) と H2 O(gas)の供給のタイミングは、両者
がチャンバー20内に同時に供給されるよう、若しくはHF
(gas) の方が先に供給されるよう操作する。
【００３３】μ波の発生は、 H2 O(gas)のチャンバー20
内への導入と同時、又は導入後に行なう。導入時に行な
った場合は、Si基板29a と H2 O(gas)との間の温度差を
短時間で設けられる効果を有する。
内への導入と同時、又は導入後に行なう。導入時に行な
った場合は、Si基板29a と H2 O(gas)との間の温度差を
短時間で設けられる効果を有する。
【００３４】μ波の発生時間その強度は、第一の実施例
と同様に、チャンバー20内のHF(gas) 及び H2 O(gas)量
( 混合比を含む) 、所望のT 、エッチング対象膜の種類
及びエッチング量( 形状を含む) により決定され、適宜
条件を最適化する。
と同様に、チャンバー20内のHF(gas) 及び H2 O(gas)量
( 混合比を含む) 、所望のT 、エッチング対象膜の種類
及びエッチング量( 形状を含む) により決定され、適宜
条件を最適化する。
【００３５】尚、μ波発生の終了目安は、チャンバー10
内へのHF+H2 O(gas) 導入が終了したと同時、又はそれ
以後に行なう。つまり所望の形状に膜をエッチングし終
わった時に、終了させる。
内へのHF+H2 O(gas) 導入が終了したと同時、又はそれ
以後に行なう。つまり所望の形状に膜をエッチングし終
わった時に、終了させる。
【００３６】また、 HF+ H2 O(gas)の供給、μ波発生を
連続的に行なうか否か、その時のタイミング等は、必要
条件に対応し適宜決める。尚、図２(a) のような装置の
代わりに、図２(b) のようにμ波発生装置を、チャンバ
ーではなく H2 O(gas)の配管に設置させても良い。例え
ば、μ波発生時間が連続的に長時間に渡る場合は、図２
(a) ではSi基板29a の温度が上昇する可能性がでてくる
ため、図２(b) のように H2 O(gas)の温度のみ制御する
装置の方が適していると考えられる。
連続的に行なうか否か、その時のタイミング等は、必要
条件に対応し適宜決める。尚、図２(a) のような装置の
代わりに、図２(b) のようにμ波発生装置を、チャンバ
ーではなく H2 O(gas)の配管に設置させても良い。例え
ば、μ波発生時間が連続的に長時間に渡る場合は、図２
(a) ではSi基板29a の温度が上昇する可能性がでてくる
ため、図２(b) のように H2 O(gas)の温度のみ制御する
装置の方が適していると考えられる。
【００３７】尚、本発明は、第１及び第２の実施例に限
定されず、例えば以下に示す様に、変更しても良い。Ｈ
Ｆガス及びＨ2Ｏガスの代わりに、ＨＦガス及び O3 ガ
ス、若しくはHCL ガス及び O3 ガスの組み合わせを用い
ても良い。勿論、いずれかの組み合わせのみならず、他
のものを使用できるように、供給口を増やしても良い。
但し、ＨＦガス及び O3 ガス、若しくはHCL ガス及び O
3 ガスを使用する場合は、温度制御によりSiに対するSi
酸化膜の選択比を制御することが主な目的となる。
定されず、例えば以下に示す様に、変更しても良い。Ｈ
Ｆガス及びＨ2Ｏガスの代わりに、ＨＦガス及び O3 ガ
ス、若しくはHCL ガス及び O3 ガスの組み合わせを用い
ても良い。勿論、いずれかの組み合わせのみならず、他
のものを使用できるように、供給口を増やしても良い。
但し、ＨＦガス及び O3 ガス、若しくはHCL ガス及び O
3 ガスを使用する場合は、温度制御によりSiに対するSi
酸化膜の選択比を制御することが主な目的となる。
【００３８】また、第一及び第二の実施例において、チ
ャンバー10、20にドライエッチングで使用するガスの供
給口を設ければ、同一チャンバー10、20で、選択比の
幅、対象膜の種類を増加することができる。また外気に
晒される可能性が低く、汚染の可能性が低い利点を有す
る。
ャンバー10、20にドライエッチングで使用するガスの供
給口を設ければ、同一チャンバー10、20で、選択比の
幅、対象膜の種類を増加することができる。また外気に
晒される可能性が低く、汚染の可能性が低い利点を有す
る。
【００３９】尚、上記実施例に限定されず、様々な状況
に使用することができるが、Si酸化膜表面に形成され
た、それより不純物含有率の高いSi酸化膜のみをエッチ
ングする場合( 自然酸化膜を含む) 、或はこの両者の側
面が露出した状態で、不純物含有率の低いSi酸化膜のエ
ッチング量を抑えた場合に特に効果的である。
に使用することができるが、Si酸化膜表面に形成され
た、それより不純物含有率の高いSi酸化膜のみをエッチ
ングする場合( 自然酸化膜を含む) 、或はこの両者の側
面が露出した状態で、不純物含有率の低いSi酸化膜のエ
ッチング量を抑えた場合に特に効果的である。
【００４０】尚、μ波を発生させる以外に赤外ランプ等
の昇温手段はあるが、μ波は制御が容易な上に、一様加
熱が可能、温度上昇が速く、( μ波発終了による) 冷却
も速く、さらに過熱のおそれが少ない利点を有している
ため好ましく、選択比の制御性が非常に高い。また、普
段は不要であるが、更に冷却手段を設けた場合、昇温・
降温を連続し且つ自在に制御することができる。
の昇温手段はあるが、μ波は制御が容易な上に、一様加
熱が可能、温度上昇が速く、( μ波発終了による) 冷却
も速く、さらに過熱のおそれが少ない利点を有している
ため好ましく、選択比の制御性が非常に高い。また、普
段は不要であるが、更に冷却手段を設けた場合、昇温・
降温を連続し且つ自在に制御することができる。
【００４１】また、このμ波により H2 O の振動の度合
( 内部エネルギー) を高度に制御できるため、本発明に
おいては、あるガスと H2 O との反応により除去される
Si酸化膜を対象に、μ波を発生することにより、その選
択比を高度に制御する効果を有している。尚本発明は、
Si基板に限定されず、化合物半導体基板にも適用するこ
とができる。
( 内部エネルギー) を高度に制御できるため、本発明に
おいては、あるガスと H2 O との反応により除去される
Si酸化膜を対象に、μ波を発生することにより、その選
択比を高度に制御する効果を有している。尚本発明は、
Si基板に限定されず、化合物半導体基板にも適用するこ
とができる。
【００４２】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成されている
ので、不純物含有率の異なる酸化膜同士の選択比を制御
し所望の形状にエッチングできるため、最終的に得られ
る半導体装置の電気的特性の劣化を防止することができ
る。
ので、不純物含有率の異なる酸化膜同士の選択比を制御
し所望の形状にエッチングできるため、最終的に得られ
る半導体装置の電気的特性の劣化を防止することができ
る。
【図１】本発明の第一の実施例の半導体基板の処理装置
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明の第二の実施例の半導体基板の処理装置
を示す図である。
を示す図である。
【図３】(a) 及び(b) は、本発明を使用した、キャパシ
タとなるトレンチを形成する工程の概略断面図である。
(c) はBSG 膜に対する熱酸化膜の選択比を１にした条件
で、キャパシタとなるトレンチを形成したSi基板の概略
断面図である。
タとなるトレンチを形成する工程の概略断面図である。
(c) はBSG 膜に対する熱酸化膜の選択比を１にした条件
で、キャパシタとなるトレンチを形成したSi基板の概略
断面図である。
【図４】熱酸化膜のエッチングレートの温度依存性を示
す図である。
す図である。
【図５】従来の半導体基板の処理装置を示す図である。
【図６】従来の半導体基板の処理装置を示す図である。
10，20，50，60 チャンバー 11，21，51，61 半導体基板( 又はSi基板) 12，22，62 ステージ 13，23，53，63 排気口 13a ，23a ，53a ，63a バルブ 14，24，54，64 供給口 14a ，24a ，54a ，64a バルブ 18，28 μ波発生装置 25 HF(gas) 供給口 26 Ｈ2Ｏ(gas) 供給口 25a ，26a バルブ 39a Si基板 39b 熱酸化膜 39c Si窒化膜 39d BSG 膜 52 過熱炉
Claims (10)
- 【請求項１】 第一の酸化膜とその上に不純物含有率が
更に高い第二の酸化膜を形成した半導体基板を設置した
チャンバー内にＨＦガス及びＨ2Ｏガスを供給する工程
と、前記ＨＦガス及びＨ2Ｏガスを供給すると同時若し
くはその後、μ波を発生することにより、前記半導体基
板と前記Ｈ2Ｏガスとの間に温度差を生じさせ、前記第
二の酸化膜と第一の酸化膜とのエッチングレートの選択
比を制御し、前記第二の酸化膜を除去する工程とを有す
ることを特徴とする半導体基板の処理方法。 - 【請求項２】 上記ＨＦガス及びＨ2Ｏガスに代えて、
ＨＦガス及び O3 ガス、若しくはHCL ガス及び O3 ガス
のいずれかの組み合わせを用いることを特徴とする請求
項１記載の半導体基板の処理方法。 - 【請求項３】 上記半導体基板に変えて、酸化膜を有す
る半導体基板を用い、前記半導体基板と前記酸化膜との
エッチングレートの選択比を制御することを特徴とする
請求項１記載の半導体基板の処理方法。 - 【請求項４】 上記ＨＦガス及びＨ2Ｏガスを供給する
工程において、各々のガスの供給量を調節し、混合比を
変えることを特徴とする請求項１記載の半導体基板の処
理方法。 - 【請求項５】 上記半導体基板はSi基板であり、第一及
び第二の酸化膜はＳｉ酸化膜であり、且つ第二の酸化膜
の含有不純物は少なくともＢまたはＰのいずれかを含む
ことを特徴とする請求項１記載の半導体基板の処理方
法。 - 【請求項６】 上記半導体基板はSi基板であり、酸化膜
はSi酸化膜であることを特徴とする請求項３記載の半導
体基板の処理方法。 - 【請求項７】 チャンバーと、このチャンバー内に設け
られた半導体基板の設置用のステージと、前記チャンバ
ー内にＨＦガス及びＨ2Ｏガスを供給する供給部と、前
記チャンバー内にμ波を発生させるμ波発生装置とを有
することを特徴とする半導体基板の処理装置。 - 【請求項８】 上記供給部は、ＨＦガス及びＨ2Ｏガス
の代わりに、ＨＦガス及び O3 ガス、若しくはHCL ガス
及び O3 ガスのいずれかの組み合わせを供給する供給部
であることを特徴とする請求項７記載の半導体基板の処
理装置。 - 【請求項９】 上記供給部は、各々のガスの供給量を調
節し、混合比を変えることを特徴とする請求項７記載の
半導体基板の処理装置。 - 【請求項10】 上記半導体基板は、Si酸化膜を有するSi
基板であることを特徴とする請求項８記載の半導体基板
の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32999395A JPH09171996A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 半導体基板の処理方法及びその処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32999395A JPH09171996A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 半導体基板の処理方法及びその処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09171996A true JPH09171996A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18227582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32999395A Pending JPH09171996A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 半導体基板の処理方法及びその処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09171996A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7165560B2 (en) * | 2003-02-20 | 2007-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Etching method, etching apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
| JP2008010661A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理方法及び基板処理装置 |
| JP2009283725A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | シリコンウェーハの処理方法及び装置 |
| US8114781B2 (en) | 2006-06-29 | 2012-02-14 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP32999395A patent/JPH09171996A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7165560B2 (en) * | 2003-02-20 | 2007-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Etching method, etching apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
| CN1314084C (zh) * | 2003-02-20 | 2007-05-02 | 松下电器产业株式会社 | 蚀刻方法、蚀刻装置以及半导体器件的制造方法 |
| JP2008010661A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理方法及び基板処理装置 |
| US8114781B2 (en) | 2006-06-29 | 2012-02-14 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
| JP2009283725A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | シリコンウェーハの処理方法及び装置 |
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