硅氧化膜的去除方法技术

本发明专利技术提供一种将自然氧化膜或化学氧化膜等硅氧化膜，在远高于室温的温度下有效地去除的硅氧化膜的去除方法。本方法用于在可以进行真空排气的处理容器（１８）内，去除形成在被处理体（Ｗ）表面的硅氧化膜，使用ＨＦ气体与ＮＨ↓［３］气体的混合气体去除所述硅氧化膜。通过如此使用ＨＦ气体与ＮＨ↓［３］气体的混合气体可有效地去除形成在被处理体表面的硅氧化膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体晶片等被处理体的表面形成的硅氧化膜的 去除方法及处理装置。
技术介绍
对于用于制造半导体集成电路的由硅基板等构成的半导体晶片， 一般要进行成膜处理、蚀刻处理、氧化处理、扩散处理、改性处理等 各种处理。此时，由于某项处理工序结束要向下一项处理工序转移， 在将半导体晶片由处理容器输送到下一个处理容器时，虽然该半导体 晶片是暴露在清洁的气体环境中，但此时，上述气体环境中的氧气或 水分与露出在晶片表面的活性硅原子反应形成Si02自然氧化膜。由于该自然氧化膜会使得电特性降低，所以在对半导体晶片施行下一道处理之前，使用例如HF溶液按湿洗净方式去除该自然氧化膜。此外，在 专利文献1中公开了一种在室温下使用HF气体有选择地去除膜质不同 的硅氧化膜的方法。然而，由于按这种洗净方式被去除了自然氧化膜的晶片表面富有 活性，所以，将该晶片暴露在空气中时会再次附着上述自然氧化膜(Si02)。因此，为了防止自然氧化膜的再度附着，对去除了上述自然 氧化膜的晶片表面在湿的状态下主动实施化学处理使其被化学氧化膜(Si02)附着，将附着有该化学氧化膜的晶片输送到用于进行下一项 处理的处理容器内，在附着有该化学氧化膜的状态下进行下一项的处 理。即，该化学氧化膜，与上述自然氧化膜比较具有优异的电特性， 且在晶片面内均匀性良好地形成，所以在下一项的处理例如在栅极氧 化膜形成时，在上述化学氧化膜上，可直接形成热氧化膜(Si02)等。 这里，参照图10，说明上述半导体晶片的表面所进行的一连串的 处理工序。以在半导体晶片的表面形成例如栅极氧化膜的热氧化膜(Si02)为例进行说明。首先，如图10 (A)所示，例如在由硅基板所构成的半导体晶片 W的表面，由于该表面暴露在空气等中，空气中的氧气或是水蒸气(水 分)与硅原子反应而附着不均匀厚度的使电特性下降的自然氧化膜 (Si02)。所以，如图10 (B)所示，首先对该半导体晶片W使用HF 溶液进行湿洗净处理，去除表面的自然氧化膜2。由于去除了自然氧化 膜2的晶片W的表面非常富有活性，所以容易与氧气或是水蒸气再次 反应，形成自然氧化膜易于附着的状态。所以，为了防止自然氧化膜再次附着，如图10 (C)所示，通过 在去除了自然氧化膜2的晶片W的表面，使用例如&02和NH4OH的 混合溶液施行化学处理在其表面稍微氧化形成作为保护膜的化学氧化 膜(Si02) 4。该化学氧化膜4，如前面所述比自然氧化膜2的电特性 好，且膜厚薄，其面内的均匀性也优异。该化学氧化膜4的厚度L例 如为0.7 0.9nm左右。下面如图10 (D)所示，例如将该晶片W输送到热氧化装置，通 过对该晶片W施行热氧化处理(例如专利文献2，专利文献3)形成 热氧化膜(Si02) 6，然后通过在后面的工序进行图案蚀刻处理等该热 氧化膜作为栅极氧化膜使用。此时上述热氧化膜6被形成在上述化学 氧化膜4与晶片W的硅表面的界面上。专利文献l 特开平6—181188号公报专利文献2 特开平3 —140453号公报专利文献3 特开2002 — 176052号公报但是，根据半导体集成电路更加集成化及微细化的要求，有要求 每层的膜厚更加薄膜化的倾向。在这样的状况下，每层膜厚的目标值， 例如以栅极氧化膜为例，优选控制性良好的形成膜厚为1.0 1.2nm的 栅极氧化膜。但是，如上所述上述化学氧化膜4的厚度L只有0.7 0.9nm左右， 如上面所述的栅极氧化膜(化学氧化膜4 +热氧化膜6)的目标值要减 小到1.0 1.2nm左右，又出现了相对于栅极氧化膜整体的厚度化学氧 化膜4的厚度所占的比例变大，很难充分控制栅极氧化膜的膜厚这样 的问题。这样的问题，不仅出现在形成栅极氧化膜的情形，在形成其他种类膜的薄膜时也同样有关于其膜厚的控制性的问题。此时，如专利文献1考虑到使用HF气体去除上述化学氧化膜，但是在单独使用该HF气体时必须在室温下进行处理，特别是在热容量大的立式炉内使处理容器整体的温度升高或降低要花费大量的时间，这 又成为生产能力大幅度下降的原因。
技术实现思路
本专利技术着眼于以上所述的问题，提出有效地解决该问题的方案。 本专利技术的目的是提供一种可以在远高于室温的温度下有效除去自然氧 化膜或化学氧化膜等硅氧化膜的硅氧化膜的去除方法及处理装置。本申请的专利技术涉及硅氧化膜的去除方法，其特征在于，是使用可 以进行真空排气的处理容器，去除形成在被处理体的表面的硅氧化膜的去除方法，其特征在于，使用HF气体与NH3气体的混合气体去除 上述硅氧化膜。通过如此使用HF气体与NH3气体的混合气体能够有效地去除被 处理体的表面所形成的硅氧化膜。此时，例如，上述被处理体的处理温度在100。C 600。C的范围内。此外，例如，上述被处理体的处理压力在26Pa(0.2Torr) 53200Pa (400Torr)的范围内。此外，例如，上述硅氧化膜，是通过化学处理形成的化学氧化膜， 为了得到相对于硅材料的上述化学氧化膜的选择性，将处理温度设置 在10(TC 40(TC的范围内。由此能够相对于硅材料，选择性良好地蚀刻去除由化学氧化膜所 形成的硅氧化膜。此时，例如，设定处理压力在26Pa(0.2Torr) 53200Pa(400Torr) 的范围内。此外，例如，设定上述HF气体与NH3气体的流量比在10:1 1:50 的范围内。此外，例如，上述硅氧化膜是通过化学处理所形成的化学氧化膜， 为了得到相对于氮化硅膜的上述化学氧化膜的选择性，将处理温度设 定在200°C 600°C的范围内。由此能够相对于氮化硅膜选择性良好地蚀刻去除由化学氧化膜所 形成的硅氧化膜。此外，例如，上述硅氧化膜是通过化学处理所形成的化学氧化膜，为了得到上述化学氧化膜相对于由TEOS形成的硅氧化膜的选择性， 将处理温度设定在30(TC 40(TC的范围内。由此，相对于由TEOS (原硅酸四乙酯)形成的硅氧化膜，可以选 择性良好地蚀刻并去除由化学氧化膜形成的硅氧化膜。此外，例如，上述硅氧化膜是通过化学处理所形成的化学氧化膜， 为了得到上述化学氧化膜相对于热氧化膜的选择性，将处理温度设置 在10(TC 60(TC的范围内。由此，能够相对于热氧化膜(Si02)选择性良好地蚀刻去除由化 学氧化膜形成的硅氧化膜。此外，例如，设定上述HF气体与NH3气体的流量比在1:10 1:50 的范围内。此外，例如，设定上述处理压力在1011Pa (7.6Torr)以下。此外，例如，上述硅氧化膜是自然氧化膜。此外，本申请的专利技术，是实施上述方法专利技术的装置专利技术，S卩，包 括可以进行真空排气的处理容器；保持被处理体的支承装置；加热上 述被处理体的加热装置；对上述处理容器内的气体环境进行真空排气的真空排气系统；向上述处理容器内供给HF气体的HF气体供给系统 和向上述处理容器内供给NH3气体的NH3气体供给系统。此时，例如，设有用于向上述处理容器内供给水蒸气，或形成水 蒸气的气体的氧化用气体供给系统。此外，例如，设有向上述处理容器内供给硅膜形成用的气体的硅 膜形成用气体供给系统。附图说明图1是表示实施本专利技术的硅氧化膜的去除方法的处理装置的一个 例子的结构图。图2是表示半导体晶片的处理工序的一部分的工序图。图3是表示蚀刻处理前后的化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅氧化膜的去除方法，用于在可以进行真空排气的处理容器内，去除形成在被处理体表面的硅氧化膜，其特征在于：使用ＨＦ气体和ＮＨ↓［３］气体的混合气体去除所述硅氧化膜，所述硅氧化膜是通过化学处理形成的化学氧化膜，为了得到相对于氮 化硅膜的所述化学氧化膜的选择性，将处理温度设定在２００℃～６００℃的范围内，所述ＨＦ气体与ＮＨ↓［３］气体的流量比设定在１∶２０～１∶５０的范围内。

【技术特征摘要】
JP 2003-4-22 2003-1176641.一种硅氧化膜的去除方法，用于在可以进行真空排气的处理容器内，去除形成在被处理体表面的硅氧化膜，其特征在于使用HF气体和NH3气体的混合气体去除所述硅氧化膜，所述硅氧化膜是通过化学处理形成的化学氧化膜，为了得到相对于氮化硅膜的所述化学氧化膜的选择性，将处理温度设定在200℃～600℃的范围内，所述HF气体与NH3气体的流量比设定在1∶20～1∶50的范围内。2. —种硅氧化膜的去除方法，用于在可以进行真空排气的处理容器内，去 除形成在被处理体表面的硅氧化膜，其特征在于使用HF气体和NH3气体的混合气体去除所述硅氧化膜， 所述硅氧化膜是通过化学处理形成的化学氧化膜，为了得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷部一秀，冈田充弘，千叶贵司，小川淳，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]