JP2000133631A5 - - Google Patents
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Description
【特許請求の範囲】
【請求項1】 加熱した水性腐食液中で半導体デバイスを腐食することを含み、該加熱した腐食溶液が、本質的に(a)リン酸と、(b)該水性腐食溶液に容易に溶けるケイ素含有組成物とから成り、二酸化ケイ素と比較して窒化ケイ素の腐食速度選択性が高いことを特徴とする半導体デバイスの腐食法。
【請求項2】 前記腐食が150℃〜180℃の温度で行われることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項3】 前記ケイ素含有組成物が、16ppm〜500ppmの量で存在することを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項4】 前記ケイ素含有組成物が、100ppm〜200ppmの量で存在することを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項5】 前記ケイ素含有組成物が、ヘキサフルオロケイ酸であることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項6】 本質的に、(a)リン酸と、(b)水性腐食組成物に容易に溶けるケイ素含有組成物から成ることを特徴とする水性腐食組成物。
【請求項7】 前記ケイ素含有組成物が、16ppm〜500ppmの量で存在することを特徴とする請求項6記載の水性腐食組成物。
【請求項8】 前記ケイ素含有組成物が、ヘキサフルオロケイ酸であることを特徴とする請求項6記載の水性腐食組成物。
【請求項9】 前記リン酸が、85%水溶液であることを特徴とする請求項6記載の水性腐食組成物。
【請求項10】 前記リン酸が、電子等級の85%水溶液であることを特徴とする請求項6記載の水性腐食組成物。
【請求項11】 本質的に、(a)電子等級のリン酸の85%水溶液と、(b)水性腐食組成物に容易に溶ける16ppm〜500ppmのケイ素含有組成物から成ることを特徴とする水性腐食組成物。
【請求項12】 前記ケイ素含有組成物が、ヘキサフルオロケイ酸であることを特徴とする請求項11記載の水性腐食組成物。
【請求項1】 加熱した水性腐食液中で半導体デバイスを腐食することを含み、該加熱した腐食溶液が、本質的に(a)リン酸と、(b)該水性腐食溶液に容易に溶けるケイ素含有組成物とから成り、二酸化ケイ素と比較して窒化ケイ素の腐食速度選択性が高いことを特徴とする半導体デバイスの腐食法。
【請求項2】 前記腐食が150℃〜180℃の温度で行われることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項3】 前記ケイ素含有組成物が、16ppm〜500ppmの量で存在することを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項4】 前記ケイ素含有組成物が、100ppm〜200ppmの量で存在することを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項5】 前記ケイ素含有組成物が、ヘキサフルオロケイ酸であることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項6】 本質的に、(a)リン酸と、(b)水性腐食組成物に容易に溶けるケイ素含有組成物から成ることを特徴とする水性腐食組成物。
【請求項7】 前記ケイ素含有組成物が、16ppm〜500ppmの量で存在することを特徴とする請求項6記載の水性腐食組成物。
【請求項8】 前記ケイ素含有組成物が、ヘキサフルオロケイ酸であることを特徴とする請求項6記載の水性腐食組成物。
【請求項9】 前記リン酸が、85%水溶液であることを特徴とする請求項6記載の水性腐食組成物。
【請求項10】 前記リン酸が、電子等級の85%水溶液であることを特徴とする請求項6記載の水性腐食組成物。
【請求項11】 本質的に、(a)電子等級のリン酸の85%水溶液と、(b)水性腐食組成物に容易に溶ける16ppm〜500ppmのケイ素含有組成物から成ることを特徴とする水性腐食組成物。
【請求項12】 前記ケイ素含有組成物が、ヘキサフルオロケイ酸であることを特徴とする請求項11記載の水性腐食組成物。
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体デバイスの製造に使用される水性リン酸腐食溶液に関する。さらに詳しくは、本発明は、窒化ケイ素−酸化ケイ素複合半導体デバイスにおける二酸化ケイ素膜よりも窒化ケイ素膜の高腐食選択性を示す水性リン酸腐食溶液を提供する。二酸化ケイ素膜よりも窒化ケイ素膜の選択腐食は、水性リン酸及びヘキサフルオロケイ酸のような、即ち、腐食浴溶液に容易に溶けるケイ素含有組成物を含有する腐食浴溶液の使用によって行われる。本発明のために、用語「容易に溶ける」は、ケイ素含有組成物が水性腐食浴と室温で均一にブレンドすることを意味する。その腐食浴溶液は、フッ化水素酸、硝酸又はそれらの混合体、又は第I族又は第II族の元素を含有する組成物を含まない。
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体デバイスの製造に使用される水性リン酸腐食溶液に関する。さらに詳しくは、本発明は、窒化ケイ素−酸化ケイ素複合半導体デバイスにおける二酸化ケイ素膜よりも窒化ケイ素膜の高腐食選択性を示す水性リン酸腐食溶液を提供する。二酸化ケイ素膜よりも窒化ケイ素膜の選択腐食は、水性リン酸及びヘキサフルオロケイ酸のような、即ち、腐食浴溶液に容易に溶けるケイ素含有組成物を含有する腐食浴溶液の使用によって行われる。本発明のために、用語「容易に溶ける」は、ケイ素含有組成物が水性腐食浴と室温で均一にブレンドすることを意味する。その腐食浴溶液は、フッ化水素酸、硝酸又はそれらの混合体、又は第I族又は第II族の元素を含有する組成物を含まない。
本発明により、ケイ素含有組成物が腐食溶液に添加される。このケイ素含有組成物は、室温で水性腐食組成物に容易に溶ける。好適な実施態様の易溶性ケイ素含有組成物はヘキサフルオロケイ酸(H2SiF6)であり、腐食浴溶液に約16ppm〜500ppmの量で存在する。易溶性ケイ素含有組成物の濃度は、全浴溶液を基準にして易溶性組成物に存在するケイ素から計算した100万部のケイ素当りの重量部で与えられる。さらに望ましい実施態様における易溶性ケイ素含有組成物は、腐食浴溶液に約16ppm〜200ppmの量で存在する。最適の実施態様における易溶性ケイ素含有組成物は約100ppm〜200ppmの量で存在する。汚染物質以外に第I族又は第II族の元素を含有するケイ素含有組成物は、本発明の腐食浴溶液には存在しない。かかる望ましくない組成物の例はメタケイ酸ナトリウムである。
ウェーハの調製
腐食速度決定用ウェーハは、Si3N4ウェーハ:酸化物障壁上の200nm LPCVD窒化物、100nm熱酸化物。
腐食速度決定用ウェーハは、Si3N4ウェーハ:酸化物障壁上の200nm LPCVD窒化物、100nm熱酸化物。
実験方法
実験は全てクラス1000の清浄室環境におけるホットプレートによって加熱された石英ビーカー内で行った。各組の実験におけるそれぞれの温度は、順次加熱する同一浴を用いて150℃、160℃、170℃および180℃を用いた。リン酸の加熱中、蓋は容器の上に置かなかった。浴が必要な温度に達したとき、窒化物ウェーハを浴中に10分間浸漬することによってSi3N4の第1の腐食速度を測定した。酸化物の腐食速度は30分間の第2の浸漬によって測定した。実験1に使用したリン酸はRiedel‐de‐Haen社から入手のGB等級85%の水溶液であった。実験2〜実験8に使用したリン酸はAshlandChemical社から入手のGB等級85%の水溶液であった。実験9〜実験12に使用したリン酸はAshland Chemical社から入手のMB等級電子等級85%の水溶液であった。ヘキサフルオロケイ酸は25%水溶液であった。SiO2の形態で添加したケイ素を含有する実験11は、3gのSiO2を100mlのH3PO4に添加し、それを8Lのリン酸腐食浴に添加して、それを1晩放置した。そのSiO2は、1晩放置後150℃に加熱しても完全に溶解しなかった。表1は種々の温度で行った12の実験の結果を示す。
実験は全てクラス1000の清浄室環境におけるホットプレートによって加熱された石英ビーカー内で行った。各組の実験におけるそれぞれの温度は、順次加熱する同一浴を用いて150℃、160℃、170℃および180℃を用いた。リン酸の加熱中、蓋は容器の上に置かなかった。浴が必要な温度に達したとき、窒化物ウェーハを浴中に10分間浸漬することによってSi3N4の第1の腐食速度を測定した。酸化物の腐食速度は30分間の第2の浸漬によって測定した。実験1に使用したリン酸はRiedel‐de‐Haen社から入手のGB等級85%の水溶液であった。実験2〜実験8に使用したリン酸はAshlandChemical社から入手のGB等級85%の水溶液であった。実験9〜実験12に使用したリン酸はAshland Chemical社から入手のMB等級電子等級85%の水溶液であった。ヘキサフルオロケイ酸は25%水溶液であった。SiO2の形態で添加したケイ素を含有する実験11は、3gのSiO2を100mlのH3PO4に添加し、それを8Lのリン酸腐食浴に添加して、それを1晩放置した。そのSiO2は、1晩放置後150℃に加熱しても完全に溶解しなかった。表1は種々の温度で行った12の実験の結果を示す。
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