JP2877212B2 - ウエーハの気相エッチング方法 - Google Patents
ウエーハの気相エッチング方法Info
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- JP2877212B2 JP2877212B2 JP5029490A JP5029490A JP2877212B2 JP 2877212 B2 JP2877212 B2 JP 2877212B2 JP 5029490 A JP5029490 A JP 5029490A JP 5029490 A JP5029490 A JP 5029490A JP 2877212 B2 JP2877212 B2 JP 2877212B2
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- etching
- phase etching
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Description
【発明の詳細な説明】 利用産業技術 この発明は、ウェーハに気相成膜する際の前処理とし
て行なわれる気相エッチング方法の改良に係り、エッチ
ングガスとしてハロゲン化弗素ガスを用い加熱すること
なく気相エッチングすることにより、高温反応時間が短
縮されてスリップ発生率が低減し、反応器全体のクリー
ン化が計られ、パーティクル起因の結晶欠陥を低減でき
るウェーハの気相エッチング方法に関する。
て行なわれる気相エッチング方法の改良に係り、エッチ
ングガスとしてハロゲン化弗素ガスを用い加熱すること
なく気相エッチングすることにより、高温反応時間が短
縮されてスリップ発生率が低減し、反応器全体のクリー
ン化が計られ、パーティクル起因の結晶欠陥を低減でき
るウェーハの気相エッチング方法に関する。
従来の技術 従来、ウェーハの所要の薄膜を成膜する気相成膜工程
は、第２図の工程図に示す如く、良質のエピタキシャル
層を得るため、前処理としてHClガスによる気相エッチ
ングを行なっていた。
は、第２図の工程図に示す如く、良質のエピタキシャル
層を得るため、前処理としてHClガスによる気相エッチ
ングを行なっていた。
この気相エッチング工程は、ウェーハ表面に存在して
いる酸化膜および微小なパーティクルを除去し、清浄な
Si表面を露出させる効果がある。
いる酸化膜および微小なパーティクルを除去し、清浄な
Si表面を露出させる効果がある。
ところが、この気相エッチングは、1000〜1200℃の高
温で、数分〜数十分の反応時間を要するため、熱歪によ
りスリップやウェーハのソリを誘発し易い問題があっ
た。
温で、数分〜数十分の反応時間を要するため、熱歪によ
りスリップやウェーハのソリを誘発し易い問題があっ
た。
しかし、気相成膜の前処理として欠かせない気相エッ
チングには、HClガスによる方法以外には、何らの提案
もされていない。
チングには、HClガスによる方法以外には、何らの提案
もされていない。
また、微少なパーティクルの除去も、1000℃以上の高
温に達した領域で効果があり、気相成長装置系内のガス
導入口、配管等に付着したパーティクルに対しては、そ
の除去性に問題があった。
温に達した領域で効果があり、気相成長装置系内のガス
導入口、配管等に付着したパーティクルに対しては、そ
の除去性に問題があった。
そこでこの発明は、熱歪を発生させない温度域でエッ
チング可能な気相エッチング方法の提供を目的とし、ま
た、装置全域での微少パーティクルの除去が可能な気相
エッチングの提供を目的としている。
チング可能な気相エッチング方法の提供を目的とし、ま
た、装置全域での微少パーティクルの除去が可能な気相
エッチングの提供を目的としている。
発明の概要 この発明は、熱歪を発生させない温度域でエッチング
可能な気相エッチング方法を目的に、エッチングガスに
ついて種々検討した結果、極めて活性なClF3ガスを特定
の濃度までN2ガスで希釈して用いると、室温でかつ短時
間で気相エッチングでき、さらに微少パーティクルの除
去が可能なことを知見し、この発明を完成した。
可能な気相エッチング方法を目的に、エッチングガスに
ついて種々検討した結果、極めて活性なClF3ガスを特定
の濃度までN2ガスで希釈して用いると、室温でかつ短時
間で気相エッチングでき、さらに微少パーティクルの除
去が可能なことを知見し、この発明を完成した。
すなわち、この発明は、 ウェーハの気相成膜の前工程として清浄なSi表面を露出
させる気相エッチングにおいて、 装置系内に十分なN2ガスを流して炉内の水分、 O2を除去した後、 1000ppm以下の希薄なClF3ガスをエッチングガスとして
導入し、外部加熱することなく気相エッチングすること
を特徴とするウェーハの気相エッチング方法である。
させる気相エッチングにおいて、 装置系内に十分なN2ガスを流して炉内の水分、 O2を除去した後、 1000ppm以下の希薄なClF3ガスをエッチングガスとして
導入し、外部加熱することなく気相エッチングすること
を特徴とするウェーハの気相エッチング方法である。
発明の構成 この発明において、エッチングガスのClF3ガスは、高
反応性であるため十分に希釈して使用する必要があり、
また、気相成長装置内に水分やO2が残留していると分解
反応を起こすため、系内をN2ガスで置換する必要があ
り、前記希釈ガスにはN2ガスを用いる。
反応性であるため十分に希釈して使用する必要があり、
また、気相成長装置内に水分やO2が残留していると分解
反応を起こすため、系内をN2ガスで置換する必要があ
り、前記希釈ガスにはN2ガスを用いる。
ClF3ガス濃度は、エッチング反応による発熱とN2ガス
の熱排除能力を考慮して定めるが、希釈されたガスでも
反応温度が100℃以上になると、炉内で用いられるSUS40
3、SUS316のステンレス鋼材や、サセプターのコート材
であるSiCの一部が激しくエッチングされて好ましくな
いため、100℃以下で反応させる必要があり、ガス濃度
は1000ppm以下とし、また、炉内で部分的に発熱するこ
とを考慮し、反応温度が室温程度となるよう100ppm以下
の濃度でエッチングするのが最も好ましい。
の熱排除能力を考慮して定めるが、希釈されたガスでも
反応温度が100℃以上になると、炉内で用いられるSUS40
3、SUS316のステンレス鋼材や、サセプターのコート材
であるSiCの一部が激しくエッチングされて好ましくな
いため、100℃以下で反応させる必要があり、ガス濃度
は1000ppm以下とし、また、炉内で部分的に発熱するこ
とを考慮し、反応温度が室温程度となるよう100ppm以下
の濃度でエッチングするのが最も好ましい。
すなわち、この発明による気相エッチングは、 （１）まず、装置系内に十分なN2ガスを流して炉内の水
分、O2を除去した後、 （２）1000ppm以下、好ましくは500ppm以下、さらに好
ましくは100ppm以下の希薄なClF3ガスをエッチングガス
として導入して、室温で濃度に応じて所要時間、気相エ
ッチングし、 （３）エッチング後は、装置系内に十分なN2ガスを流し
てClF3ガスを除去し、その後のH2ガス導入に備える工程
が好ましい。
分、O2を除去した後、 （２）1000ppm以下、好ましくは500ppm以下、さらに好
ましくは100ppm以下の希薄なClF3ガスをエッチングガス
として導入して、室温で濃度に応じて所要時間、気相エ
ッチングし、 （３）エッチング後は、装置系内に十分なN2ガスを流し
てClF3ガスを除去し、その後のH2ガス導入に備える工程
が好ましい。
発明の図面に基づく開示 第１図は、この発明による気相エッチングを含む気相
成膜の工程図である。
成膜の工程図である。
ClF3ガスは、強いエッチング力を有するため、室温で
充分な効果を示す。従ってClF3ガスの気相エッチング
は、第１図に示す如く加熱なしで行なわれる。
充分な効果を示す。従ってClF3ガスの気相エッチング
は、第１図に示す如く加熱なしで行なわれる。
まず、多量のN2ガスを流し、炉内の水分、O2を除く。
水分等が残留するとClF3ガスの分解反応が起こり、気相
エッチングのコントロールが困難となる。
水分等が残留するとClF3ガスの分解反応が起こり、気相
エッチングのコントロールが困難となる。
充分なガス置換が行なわれたのち、1000ppm以下の希
薄なClF3ガスを導入する。エッチング速度は量との関数
となるため、濃度を適宜選定する必要がある。
薄なClF3ガスを導入する。エッチング速度は量との関数
となるため、濃度を適宜選定する必要がある。
また、ClF3ガスによる気相エッチング反応は、強い発
熱をともなうため温度分布が生じやすいため、均一なエ
ッチングを行なうには、十分稀薄なClF3ガスの使用が望
ましい。
熱をともなうため温度分布が生じやすいため、均一なエ
ッチングを行なうには、十分稀薄なClF3ガスの使用が望
ましい。
エッチングは以下の反応式で行われる。
Si（固）＋2ClF3（気）→SiF4（気）↑＋2ClF（気）
↑ 気相エッチング終了後、N2ガスで充分ガス置換を行な
う。ClF3ガスが残留すると、水素導入に伴い分解を起こ
し塩酸と弗酸を生じさせる。石英ベルジャーの弗酸への
耐食温度は100℃と低温である。従って、装置の安全上
充分な置換が必要である。
↑ 気相エッチング終了後、N2ガスで充分ガス置換を行な
う。ClF3ガスが残留すると、水素導入に伴い分解を起こ
し塩酸と弗酸を生じさせる。石英ベルジャーの弗酸への
耐食温度は100℃と低温である。従って、装置の安全上
充分な置換が必要である。
例えば、HF（10-5gHF以上で）がKIを発色させること
を利用し、H2導入後、安全確認を行うとよい。
を利用し、H2導入後、安全確認を行うとよい。
続いてH2ガス置換を行なう。これはN2の残留によるエ
ピタキシャル成長時の窒化ケイ素膜の発生を防ぐことを
目的とする。
ピタキシャル成長時の窒化ケイ素膜の発生を防ぐことを
目的とする。
充分なH2置換を行なった後、気相成長のための加熱を
行なう。
行なう。
ウェーハおよび装置内は、ClF3ガスによる気相エッチ
ングにより清浄な状態となっているため、そのままエピ
タキシャル成長を行なうことが可能となる。
ングにより清浄な状態となっているため、そのままエピ
タキシャル成長を行なうことが可能となる。
発明の効果 この発明のClF3ガスによる気相エッチングにより、室
温でウェーハの気相エッチングが可能となり、高温（10
00〜1200℃）での反応時間が大幅に短くなる。実施例で
明らかな如く、高温反応時間が1/2以下になることよ
り、スリップ発生率が1/3に低減する。
温でウェーハの気相エッチングが可能となり、高温（10
00〜1200℃）での反応時間が大幅に短くなる。実施例で
明らかな如く、高温反応時間が1/2以下になることよ
り、スリップ発生率が1/3に低減する。
反応装置全域でエッチング反応を起こすとができ、ガ
ス導入口、配管といった部分のパーティクルの発生を防
ぐことができる。実施例で明らかな如く、反応器全体の
クリーン化が計られ、マウンド（パーティクル起因の結
晶欠陥）が1/2に低減できる。
ス導入口、配管といった部分のパーティクルの発生を防
ぐことができる。実施例で明らかな如く、反応器全体の
クリーン化が計られ、マウンド（パーティクル起因の結
晶欠陥）が1/2に低減できる。
実 施 例 前述した第１図の工程図に従って、６インチウエーハ
にClF3ガスによる気相エッチングを施し、次いで気相成
膜を行った。
にClF3ガスによる気相エッチングを施し、次いで気相成
膜を行った。
また比較のため、第１図の工程図に従って、従来のHC
lによる気相エッチングを施し、次いで気相成膜を行っ
た。
lによる気相エッチングを施し、次いで気相成膜を行っ
た。
まず充分なN2を流し系内の水分、O2を除去する。続い
てH2ガス置換を行なう。充分置換が終った後加熱を行な
う。1100〜1250℃でアニールを行なった後、ウェーハ表
面の付着物を除き清浄な表面にするため、そのままの高
温でHClを流しエッチングを行なう。その後、同一条件
で気相成膜を行った。
てH2ガス置換を行なう。充分置換が終った後加熱を行な
う。1100〜1250℃でアニールを行なった後、ウェーハ表
面の付着物を除き清浄な表面にするため、そのままの高
温でHClを流しエッチングを行なう。その後、同一条件
で気相成膜を行った。
得られたウエーハのマウンド数とスリップ長を測定
し、第１表に示す。
し、第１表に示す。
第１図は、この発明による気相エッチングを含む気相成
膜の工程図である。 第２図は従来のHClによる気相エッチングを含む気相成
膜の工程図である。
膜の工程図である。 第２図は従来のHClによる気相エッチングを含む気相成
膜の工程図である。
Claims (1)
- 【請求項１】ウェーハの気相成膜の前工程として清浄な
Si表面を露出させる気相エッチングにおいて、 装置系内に十分なN2ガスを流して炉内の水分、O2を除去
した後、 1000ppm以下の稀薄なClF3ガスをエッチングガスとして
導入し、外部加熱することなく気相エッチングすること
を特徴とするウェーハの気相エッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5029490A JP2877212B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | ウエーハの気相エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5029490A JP2877212B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | ウエーハの気相エッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03252130A JPH03252130A (ja) | 1991-11-11 |
| JP2877212B2 true JP2877212B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=12854885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5029490A Expired - Lifetime JP2877212B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | ウエーハの気相エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877212B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113745131B (zh) * | 2021-08-31 | 2024-01-16 | 顾赢速科技(合肥)有限公司 | 多层外延工艺及其线性平台设备 |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP5029490A patent/JP2877212B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03252130A (ja) | 1991-11-11 |
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