JP2001267286A - エッチング液管理方法及びウェットエッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＢＨＦ中のＨＦ及びＮＨ₄Ｆ濃度を常に一定
とするエッチング液管理方法を提供する。 【解決手段】 ＢＨＦ中にＮＨ₃ガスを強制的に溶解さ
せて、これとＨＦを反応させることにより、ＢＨＦ中の
ＮＨ₄Ｆの解離反応によるＨＦ濃度の上昇を抑え、ＢＨ
Ｆ中のＨＦ及びＮＨ₄Ｆ濃度を常に一定とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エッチング液の濃
度を管理する方法及びウェットエッチング装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスの一つである、シリ
コン酸化膜のウェットエッチングプロセスでは、エッチ
ング液として、フッ化素水酸（Hydrogen Fluoride 以
下ＨＦという）或いはバッファードフッ酸（Buffered H
ydrogen Fluoride 以下ＢＨＦという）が使用されてい
る。

【０００３】前記ＢＨＦは、シリコン酸化膜のエッチン
グ能力維持を向上させる目的、及び半導体プロセスで使
用される各種シリコン酸化膜間のエッチング選択比を低
くする目的に開発されたエッチング液であり、現在の半
導体製造プロセスに多用されている。

【０００４】半導体製造プロセスのうちウェットエッチ
ングプロセスでの処理方式の一つにバッチ式処理方式が
ある。この方式は、ウェーハを数十枚一括に処理する方
式であり、通常エッチング液を充填した槽内にウェーハ
を漬けて、エッチング処理を行うものである。

【０００５】前記バッチ式処理装置においては、エッチ
ング液であるＢＨＦを常時循環させて使用するのが一般
的である。前記バッチ式ウェットエッチング装置の構成
を、図５を用いて説明する。

【０００６】図５に示すようにウェーハを処理するため
の処理槽１にエッチング液としてのＢＨＦが充填されて
いる。処理槽１内のＢＨＦは、フィルター２及びポンプ
３により循環配管径路Ｌ２により常時循環している。

【０００７】また処理槽１には、処理槽中のＢＨＦが少
なくなった場合に、新規なＢＨＦを補充するように薬液
定量センサー１０と薬液貯蔵タンク８とポンプ９が備付
けられている。

【０００８】前記従来のウェット処理装置は、数十枚が
１バッチとなったウェーハを一括して１回処理する毎に
処理槽１内で消費されてＢＨＦ量が徐々に減少し、規定
量以上に処理槽１内のＢＨＦ量が少なくなった場合に、
処理槽１に設けられた薬液定量センサー１０が検知し、
新規なＢＨＦを補充する構成になっている。

【０００９】そして不足分のＢＨＦを補充しながら処理
槽１内のＢＨＦは、通常数日間に渡って使用され、その
間に処理槽１内の全量のＢＨＦを新規なものに交換する
ことは行われていないものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、処理槽１内
のＢＨＦは時間と共に組成が化学変化を起こす溶液であ
る。具体的には、ＢＨＦは、ＨＦ，ＮＨ₄Ｆ及びＨ₂Ｏか
らなるエッチング液であり、ＢＨＦ中のＮＨ₄Ｆが化学
変化によりＨＦとＮＨ₃に解離する。

【００１１】その解離したＮＨ₃はガスであるため、処
理槽１の上部より大気中に拡散する。この解離反応によ
り時間と共にＢＨＦ中のＨＦ濃度が上昇し、逆にＮＨ₄
Ｆ濃度が減少する。

【００１２】ＢＨＦによるシリコン酸化膜のエッチング
反応は、 ＳｉＯ₂＋３ＨＦ^2-＋Ｈ⁺→ＳｉＦ₆ ^2-＋２Ｈ₂Ｏ ２ＮＨ₄+＋ＳｉＦ₆ ^2-→（ＮＨ₄）₂ＳｉＦ₆ と、ＳｉＯ₂とＨＦ^2-が反応することにより行われる。

【００１３】ＳｉＯ₂のエッチング種であるＨＦ^2-の生
成は、 ＮＨ₄Ｆ→ＮＨ₄＋Ｆ^- ＨＦ＋Ｆ^-→ＨＦ^2- と、ＮＨ₄Ｆより解離したＦ^-とＨＦの結合により生成さ
れる。

【００１４】ＢＨＦは、ＨＦと比較してＮＨ₄Ｆが多量
に混合されているため、ＨＦ^2-の生成は、ＢＨＦ中のＨ
Ｆの濃度により左右される。

【００１５】従って図６に示すようにＢＨＦ中のＨＦ濃
度の上昇に伴い、シリコン酸化膜のエッチングレートが
上昇する。ＮＨ₄Ｆの解離は時間と共に進むため、処理
槽１内のＢＨＦのシリコン酸化膜エッチングレートも時
間に依存して上昇する傾向にある。

【００１６】半導体プロセスのシリコン酸化膜ウェット
エッチングにおいては、シリコン酸化膜のエッチング量
を制御する必要があり、所望以上にシリコン酸化膜をエ
ッチングしてしまうと、デバイスの特性に影響を与えて
しまう場合がある。

【００１７】したがってＢＨＦによるシリコン酸化膜の
エッチングレートは常に一定でなくてはならず、前記解
離反応によるシリコン酸化膜エッチングレートの上昇
は、半導体製造プロセスにおいて非常に問題となり、Ｂ
ＨＦによるシリコン酸化膜のエッチングレートが規定値
（この値はデバイスにより異なる）を越えた時点で、処
理槽１内の全量のＢＨＦを新規なＢＨＦに交換する必要
があり、ＢＨＦの使用量が多大となるという問題があ
る。

【００１８】本発明の目的は、ＢＨＦ中にＮＨ₃ガスを
強制的に溶解させて、これとＨＦを反応させることによ
り、ＢＨＦ中のＮＨ₄Ｆの解離反応によるＨＦ濃度の上
昇を抑え、ＢＨＦ中のＨＦ及びＮＨ₄Ｆ濃度を常に一定
とするエッチング液管理方法及びウェットエッチング装
置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るエッチング液管理方法は、半導体ウェ
ーハ上に形成されたシリコン酸化膜をエッチング液を用
いて処理するウェットエッチング方法において、前記エ
ッチング液としてバッファードフッ酸（Buffered Hydro
gen Fluoride）を用い、前記エッチング液中のＨＦ，Ｎ
Ｈ₄Ｆの濃度を測定し、その測定に基いて前記エッチン
グ液にＮＨ₃ガスを溶解させ、前記エッチング液中に含
まれるＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度変動を抑制するものであ
る。

【００２０】また前記複数の半導体ウェーハを一括して
前記エッチング液に浸漬してエッチング処理を行う。

【００２１】また前記バッファードフッ酸の化学変化に
伴うＨＦ濃度の上昇とＮＨ₄Ｆ濃度の低下を測定して、
その測定に基いて前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶解
させる。

【００２２】また本発明に係るウェットエッチング装置
は、半導体ウェーハ上に形成されたシリコン酸化膜をエ
ッチング液を用いて処理するウェットエッチング装置に
おいて、前記エッチング液としてバッファードフッ酸
（Buffered Hydrogen Fluoride）を用い、前記エッチン
グ液中のＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度測定に基いて前記エッチ
ング液にＮＨ₃ガスを溶解させ、前記エッチング液中に
含まれるＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度変動を抑制するようにし
たものである。

【００２３】また前記複数の半導体ウェーハを一括して
前記エッチング液に浸漬してエッチング処理を行うもの
である。

【００２４】また前記バッファードフッ酸の化学変化に
伴うＨＦ濃度の上昇とＮＨ₄Ｆ濃度の低下を測定して、
その測定に基いて前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶解
させるものである。

【００２５】また前記エッチング液に前記ＮＨ₃ガスを
バブリングして溶解させるものである。

【００２６】また前記エッチング液を循環させる配管径
路で前記エッチング液に前記ＮＨ₃ガスを接触させて溶
解させるようにしたものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。

【００２８】図１及び図３に示す本発明に係るエッチン
グ液管理方法は、半導体ウェーハ上に形成されたシリコ
ン酸化膜をエッチング液を用いて処理するウェットエッ
チング方法を対象とするものであり、前記エッチング液
としてバッファードフッ酸（Buffered Hydrogen Fluori
de）を用い、前記エッチング液中のＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃
度を測定し、その測定に基いて前記エッチング液にＮＨ
₃ガスを溶解させ、前記エッチング液中に含まれるＨ
Ｆ，ＮＨ₄Ｆの濃度変動を抑制することを特徴とするも
のである。

【００２９】また図１及び図３に示す本発明に係るエッ
チング液管理方法は、複数の半導体ウェーハを一括して
エッチング液に浸漬してエッチング処理を行うバッチ処
理方式に適用して最適なエッチング液管理方法である。

【００３０】その理由は次の通りである。すなわち前記
バッチ処理方式では、複数の半導体ウェーハを一括して
１回処理する毎に処理槽１内で消費されてＢＨＦ量が徐
々に減少し、規定量以上に処理槽１内のＢＨＦ量が少な
くなった場合に、処理槽１に設けられた薬液定量センサ
ー１０が検知し、新規なＢＨＦを補充するようになって
いるが、その不足分のＢＨＦを補充しながら処理槽１内
のＢＨＦは、通常数日間に渡って使用され、その間に処
理槽１内の全量のＢＨＦを新規なものに交換することは
行われていないのが現状であり、この方式の場合に前記
エッチング液中に含まれるＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度変動が
激しい。そこで本発明をバッチ処理方式に適用すると、
エッチング液中のＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度を測定し、その
測定に基いて前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶解さ
せ、前記エッチング液中に含まれるＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃
度変動を抑制することとなり、不足するＢＨＦを補充し
つつエッチング液（ＢＨＦ）を数日間に渡って使用した
としても、シリコン酸化膜を異常にエッチングしてしま
うという事態を回避することができるばかりでなく、そ
の通常の使用期間をも延長することができるものであ
る。

【００３１】さらに前記バッファードフッ酸の化学変化
に伴い、そのＨＦ濃度が上昇し、そのＮＨ₄Ｆ濃度が低
下するという特性を示すものであり、本発明では前記特
性に着目し、前記バッファードフッ酸の化学変化に伴う
ＨＦ濃度の上昇とＮＨ₄Ｆ濃度の低下を測定して、その
測定に基いて前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶解させ
る。

【００３２】そのため、本発明によれば、前記エッチン
グ液中に含まれるＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度変動を確実に測
定して、その測定に基いて前記エッチング液にＮＨ₃ガ
スを溶解させ、前記エッチング液中に含まれるＨＦ，Ｎ
Ｈ₄Ｆの濃度変動を抑制することができることとなる。

【００３３】さらに図１及び図３に示すように本発明に
係るエッチング液管理方法を実施するためのウェットエ
ッチング装置は、半導体ウェーハ上に形成されたシリコ
ン酸化膜をエッチング液を用いて処理するウェットエッ
チング装置であって、前記エッチング液としてバッファ
ードフッ酸（Buffered Hydrogen Fluoride）を用い、処
理槽１内のエッチング液（ＢＨＦ）中のＨＦ，ＮＨ₄Ｆ
の濃度測定に基いて前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶
解させ、前記エッチング液中に含まれるＨＦ，ＮＨ₄Ｆ
の濃度変動を抑制するようにしたものである。

【００３４】前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶解させ
るにあたっては、前記エッチング液中に前記ＮＨ₃ガス
をガス配管径路Ｌ１から噴込んでバブリングして溶解さ
せるか、或いは前記エッチング液を循環させる循環配管
径路Ｌ２の途中で前記エッチング液に前記ＮＨ₃ガスを
接触させて溶解させるようにしている。

【００３５】次に図１の場合を例にとり本発明に係るウ
ェットエッチング装置を用いてエッチング液を管理する
方法について説明する。

【００３６】図１に示すウェットエッチング装置は、複
数の半導体ウェーハを一括して同時に処理する、いわゆ
るバッチ式のウェット処理装置である。

【００３７】図１に示すように、半導体ウェーハ（以
下、ウェーハという）の表面上に形成されたシリコン酸
化膜を除去するために、処理槽１に充填されているＢＨ
Ｆ内にウェーハをエッチングのために設定された時間だ
け浸漬する。

【００３８】処理槽１では、ウェーハのバッチ処理に伴
い消費されるＢＨＦの消費量を逐次検出して新規なＢＨ
Ｆを補充する。

【００３９】一方、処理槽１内のＢＨＦは、ポンプ８に
より循環配管径路Ｌ２に送込んでフィルター２によりＢ
ＨＦ中の微粒子を除去した後に再度処理槽１に帰還さ
れ、清浄状態に保持される。

【００４０】さらに前記循環配管径路Ｌ２に例えばバッ
ファー槽４等を設置し、前記バッファー槽４内に一時貯
留されたＢＨＦ（エッチング液）中のＨＦ，ＮＨ₄Ｆの
濃度を濃度計５を用いて測定する。本発明では特にＢＨ
Ｆの化学変化に伴うＨＦ濃度の上昇とＮＨ₄Ｆ濃度の低
下に着目して前記濃度を測定する。

【００４１】そして前記バッファー槽４内で測定した濃
度値に基いて、バッファー槽４内のＢＨＦ中にＮＨ₃を
ガス配管径路Ｌ２に通して噴込んでバブリングを行い、
ＢＨＦ中にＮＨ₃を溶解させて、ＢＨＦ（エッチング
液）中に含まれるＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度をエッチングに
最適な濃度値に復活させ、このＢＨＦを処理槽１内に帰
還させる。

【００４２】この場合、ＮＨ₃を溶解させる基準となる
ＢＨＦ（エッチング液）中のＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度値、
及びＢＨＦ（エッチング液）中に含まれるＨＦ，ＮＨ₄
Ｆのエッチングに最適な濃度値は、エッチングの仕様に
よって種々変更されるものであって、そのエッチングの
仕様に応じて適宜設定されるものである。

【００４３】またバッファー槽４内のＨＦ濃度及びＮＨ
₄Ｆ濃度が規定値内に戻った時点でＮＨ₃ガスのバブリン
グを停止させる。

【００４４】以上のように本発明によれば、シリコン酸
化膜のエッチング液として使用するＢＨＦ中のＨＦ，Ｎ
Ｈ₄Ｆ濃度の経時変化をＮＨ₃ガスの溶解により抑制し、
シリコン酸化膜のエッチングレートの経時変化を抑制す
ることができ、処理槽１内のＢＨＦを新規なＢＨＦに交
換するまでの期間を大幅に延長させることができ、した
がってＢＨＦの使用量を削減して、半導体製造プロセス
におけるコスト低減を図ることができる。

【００４５】次に本発明の具体例を用いて詳細に説明す
る。

【００４６】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係るシリコン酸化膜ウェットエッチング装置を示す
構成図、図２は、本発明を用いた場合の処理槽内でのＢ
ＨＦ濃度の経時変化、及び本発明を用いてシリコン酸化
膜をＢＨＦによりエッチングした場合のエッチングレー
トの経時変化を示した図である。

【００４７】図１に示す本発明の実施形態１に係るシリ
コン酸化膜ウェットエッチング装置は、ウェーハを数十
枚単位で処理を行うバッチ処理方式のエッチング装置で
あって、ウェーハを処理するための処理槽１内にエッチ
ング液としてのＢＨＦが充填されている。

【００４８】前記処理槽１内のＢＨＦは、フィルター２
及びポンプ３を通して循環配管径路Ｌ２により常時循環
しており、清浄な状態に維持されている。

【００４９】また処理槽１には、処理槽１中のＢＨＦ量
が少なくなった場合に新規なＢＨＦを補充するように、
薬液定量センサー１０と薬液貯蔵タンク８とポンプ９が
備付けられている。

【００５０】循環用配管径路Ｌ２の途中には、ＢＨＦを
一時的に貯蔵するためのバッファー槽４が備付けられて
おり、そのバッファー槽４には、前記ＢＨＦ中のＨＦ濃
度及びＮＨ₄Ｆ濃度を測定するための濃度計５、及びバ
ッファー槽４内のＢＨＦ中にＮＨ₃ガスをバブリングす
るためのガス配管径路Ｌ１が取り付けられている。

【００５１】さらにガス配管開Ｋ路Ｌ１に取付けられた
ガス流量調整バルブ６と濃度計５とはコントローラ７に
接続されており、コントローラ７は濃度計５の測定値に
よりガス流量調整バルブ６を調整するようになってい
る。

【００５２】次に本発明の実施形態１に係るシリコン酸
化膜ウェットエッチング装置を用いてＢＨＦのＨＦ濃度
及びＮＨ₄Ｆ濃度を管理する方法について説明する。

【００５３】半導体製造プロセスにおいて、シリコン酸
化膜が形成されたウェーハからシリコン酸化膜を除去す
る必要が生じた時点で、ウェーハを図１に示すウェット
エッチング装置の処理槽１内に所望時間漬けて、シリコ
ン酸化膜の除去（エッチング処理）を行う。

【００５４】処理槽１では、ウェーハのバッチ処理に伴
い消費されるＢＨＦの消費量を逐次検出して新規なＢＨ
Ｆを補充する。

【００５５】一方、処理槽１内のＢＨＦは、ポンプ８に
より循環配管径路Ｌ２に送込んでフィルター２によりＢ
ＨＦ中の微粒子を除去した後に再度処理槽１に帰還され
て清浄状態に保持される。

【００５６】ウェーハの処理を行っている最中及び待機
中において、処理槽１内のＢＨＦは常時循環しており、
バッファー槽４内においてＢＨＦ中のＨＦ濃度及びＮＨ
₄Ｆ濃度を濃度計５により計測している。

【００５７】ＢＨＦ中のＮＨ₄ＦはＮＨ₄Ｆ＝ＨＦ＋ＮＨ
₃の化学変化を起こすため、時間が経つに従いＨＦ濃度
は増加し、ＮＨ₄Ｆ濃度は低下する。

【００５８】バッファー槽４内のＨＦ及びＮＨ₄Ｆ濃度
が上述した理由により変化し、その規定値を越えた時点
で、コントローラ７によりガス配管径路Ｌ１に取付けら
れたガス流量調整バルブ６を開き、バッファー槽４内の
ＢＨＦ中にＮＨ₃ガスをバブリングする。

【００５９】本発明の実施形態１では、一例として初期
のＢＨＦ中のＨＦ濃度を０．０９％、ＮＨ₄Ｆ濃度を１
７％とし、ＨＦ濃度が０．１％に達した時点で、ＮＨ₃
ガスによるバブリングを開始するように設定している。
なお、この数値に限定されるものではない。

【００６０】ＮＨ₃ガスは水溶液中に比較的容易に溶解
し、前記化学反応とは逆のＨＦ＋ＮＨ₃＝ＮＨ₄Ｆの化学
反応を起こす。

【００６１】この反応によりＢＨＦ中のＨＦ及びＮＨ₄
Ｆの濃度変化を１０％以内に抑えることができる。

【００６２】以上の動作を前記濃度が規定値を越えた時
点で繰り返して行い、ＢＨＦ（エッチング液）中のＨＦ
濃度，ＮＨ₄Ｆ濃度の管理を行う。

【００６３】以上のように本発明の実施形態１によれ
ば、ＢＨＦ中にＮＨ₃ガスを強制的に溶解させて、これ
とＨＦを反応させることにより、ＢＨＦ中のＮＨ₄Ｆの
解離反応によるＨＦ濃度の上昇を抑えるため、ＢＨＦ中
のＨＦ濃度及びＮＨ₄Ｆ濃度は常に一定となり、その結
果、シリコン酸化膜のエッチングレートの経時変化を抑
制することができる。

【００６４】図２は、本発明の実施例による、ＢＨＦ中
のＨＦ濃度及び熱酸化膜のエッチングレートの経時変化
を示す図である。処理槽１にＢＨＦを充填から６日経過
後の間、ＨＦ濃度の変化量は１０％以内に、エッチング
レートの変動も１４％以内に収まっている。

【００６５】つまり、従来の処理装置にて問題となっ
た、シリコン酸化膜のエッチングレートの変動によるＢ
ＨＦの液交換の必要性はなくなり、シリコン酸化膜をエ
ッチングすることによるエッチング種の減少、或いは液
中のパーティクルの増加のみにより液交換を行えば良
く、ＢＨＦの液寿命を大幅に延ばし、ＢＨＦの液交換頻
度を従来に比べて大幅に減らすことができる。

【００６６】したがってＢＨＦの使用量を削減すること
ができ、半導体製造プロセスに係るコストを低減するこ
とができる。

【００６７】（実施形態２）図３は、本発明の実施形態
２に係るシリコン酸化膜ウェットエッチング装置を示す
構成図、図４は、実施形態１と実施形態２におけるＮＨ
₃ガスの使用量を示す図である。

【００６８】図１の実施形態１と同様に、ウェーハを処
理するための処理槽１にエッチング液であるＢＨＦが充
填されている。

【００６９】処理槽１内のＢＨＦは、フィルター２及び
ポンプ３が取付けられた循環配管径路Ｌ２により常時循
環している。

【００７０】さらに循環配管径路Ｌ２には、ＮＨ₃ガス
を配管径路Ｌ２中のＢＨＦに溶解させるためのガス溶解
モジュール１１、貯留槽１４ａ内に一時貯留されるＢＨ
Ｆ中のＨＦ濃度及びＮＨ₄Ｆ濃度を測定するための濃度
計５が取付けられている。またガス溶解モジュール１１
にはガス流量調整バルブ６からＮＨ₃が供給されるよう
になっており、ガス溶解モジュール１１は、ＮＨ₃をＢ
ＨＦ中に溶解するようになっている。

【００７１】また処理槽１には、処理槽１中のＢＨＦ量
が少なくなった場合に新規なＢＨＦを補充するように薬
液定量センサー１０と薬液貯蔵タンク８とポンプ９が備
付けられている。

【００７２】さらに濃度計５とガス流量調整バルブ６は
コントローラ７に接続されており、コントローラ７は濃
度計５の測定値によりガス流量調整バルブ６を調整する
ようになっている。

【００７３】次に本発明のシリコン酸化膜ウェットエッ
チング装置によるＢＨＦ中のＨＦ及びＮＨ₄Ｆの濃度を
管理する方法について説明する。

【００７４】半導体製造プロセスにおいて、シリコン酸
化膜が形成されたウェーハからシリコン酸化膜を除去す
る必要が生じた時点で、ウェーハを図１に示すウェット
エッチング装置の処理槽１内に所望時間漬けて、シリコ
ン酸化膜の除去（エッチング処理）を行う。

【００７５】処理槽１では、ウェーハのバッチ処理に伴
い消費されるＢＨＦの消費量を逐次検出して新規なＢＨ
Ｆを補充する。

【００７６】一方、処理槽１内のＢＨＦは、ポンプ８に
より循環配管径路Ｌ２に送込んでフィルター２によりＢ
ＨＦ中の微粒子を除去した後に再度処理槽１に帰還さ
れ、清浄状態に保持される。

【００７７】ウェーハの処理を行っている最中及び待機
中において、処理槽１内のＢＨＦは常時循環しており、
貯留槽１４ａ中においてＢＨＦ中のＨＦ濃度及びＮＨ₄
Ｆ濃度を濃度計５により計測している。

【００７８】ＢＨＦ中のＮＨ₄Ｆ濃度はＮＨ₄Ｆ＝ＨＦ＋
ＮＨ₃の化学反応を起こすため、時間が経つに従いＨＦ
濃度は増加し、ＮＨ₄Ｆ濃度は低下する。

【００７９】循環用配管Ｌ１内に流動するＢＨＦ中のＨ
Ｆ濃度及びＮＨ₄Ｆ濃度が上述した理由により変化し、
その規定値を越えた時点でコントローラ７によりガス流
量調整バルブ６を開いて溶解モジュール１１にＮＨ₃を
供給し、溶解モジュール１１によりＮＨ₃をＢＨＦ中に
溶解させる。

【００８０】ここで使用するモジュール１１はガス溶解
モジュールとして市販されているもので良い。

【００８１】本発明の実施形態２においても実施形態１
と同様に、一例として初期のＢＨＦ中のＨＦ濃度を０．
０９％、ＮＨ₄Ｆ濃度を１７％とし、ＨＦ濃度が０．１
％に達した時点で、ＮＨ₃ガスの溶解を開始するように
設定している。なお、この数値に限定されるものではな
い。

【００８２】ＢＨＦ中に溶解したＮＨ₃は、ＨＦ＋ＮＨ₃
＝ＮＨ₄Ｆの上記とは逆の化学反応を起こす。この反応
により、ＢＨＦ中のＨＦ及びＮＨ₄Ｆの濃度変化を所望
の濃度範囲内に抑えることができる。

【００８３】以上の動作を前記濃度が規定値を越えた時
点で繰り返して行い、ＢＨＦ（エッチング液）中のＨＦ
濃度，ＮＨ₄Ｆ濃度の管理を行う。

【００８４】本発明の実施形態２においても、実施形態
１と同様にＢＨＦ中のＨＦ及びＮＨ ₄Ｆ濃度変化の抑
制、シリコン酸化膜エッチングレート変化を抑制するこ
とができる。

【００８５】さらに実施形態２では、ＢＨＦ中へのＮＨ
₃ガスの溶解に溶解モジュールを用いているため、実施
形態１に比べて、ＮＨ₃ガスの溶解を効率良く行うこと
が可能となる。

【００８６】図４には、実施形態１と実施形態２でのＮ
Ｈ₃ガスの６日間の使用量を比較して示している。

【００８７】図４から明らかなように、実施形態１では
６日間に４０ｃｃのＮＨ₃ガスを使用するのに対し、実
施形態２では実施形態１の１／１０の４ｃｃの使用量と
なっている。半導体製造ラインにおいて、ＢＨＦの処理
槽は数〜数十個あり、また年間の使用量に換算すると、
実施形態１と実施形態２でＮＨ₃ガスの使用量は大きな
差となる。したがって、ＮＨ₃ガスの使用量の点におい
て、実施形態２は半導体製造コスト低減に有利である。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
リコン酸化膜のエッチング液として使用するＢＨＦ中の
ＨＦ，ＮＨ₄Ｆ濃度の経時変化をＮＨ₃ガスの溶解により
抑制し、シリコン酸化膜のエッチングレートの経時変化
を抑制することができ、処理槽１内のＢＨＦを新規なＢ
ＨＦに交換するまでの期間を大幅に延長させることがで
き、したがってＢＨＦの使用量を削減して、半導体製造
プロセスにおけるコスト低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るシリコン酸化膜ウェ
ットエッチング装置を示す構成図である。

【図２】本発明を用いた場合の処理槽内でのＢＨＦ濃度
の経時変化、及び本発明を用いてシリコン酸化膜をＢＨ
Ｆによりエッチングした場合のエッチングレートの経時
変化を示した図である。

【図３】本発明の実施形態２に係るシリコン酸化膜ウェ
ットエッチング装置を示す構成図である。

【図４】本発明の実施形態１と実施形態２におけるＮＨ
₃ガスの使用量を示す図である。

【図５】従来例に係るシリコン酸化膜ウェットエッチン
グ装置を示す構成図である。

【図６】従来例を用いた場合の処理槽内でのＢＨＦ濃度
の経時変化、及び本発明を用いてシリコン酸化膜をＢＨ
Ｆによりエッチングした場合のエッチングレートの経時
変化を示した図である。

【符号の説明】

１ 処理槽 ２ フィルター ３ ポンプ ４ バッファー槽 ５ 濃度計 ６ ガス流量調整バルブ ７ コントローラ ８ 薬液貯蔵ポンプ ９ ポンプ １０ 薬液定量センサー １１ ガス溶解モジュール Ｌ１ ガス配管径路 Ｌ２ 循環配管径路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハ上に形成されたシリコン
   酸化膜をエッチング液を用いて処理するウェットエッチ
   ング方法において、 前記エッチング液としてバッファードフッ酸（Buffered
   Hydrogen Fluoride）を用い、 前記エッチング液中のＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度を測定し、
   その測定に基いて前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶解
   させ、前記エッチング液中に含まれるＨＦ，ＮＨ₄Ｆの
   濃度変動を抑制することを特徴とするエッチング液管理
   方法。
2. 【請求項２】 前記複数の半導体ウェーハを一括して前
   記エッチング液に浸漬してエッチング処理を行うことを
   特徴とする請求項１に記載のエッチング液管理方法。
3. 【請求項３】 前記バッファードフッ酸の化学変化に伴
   うＨＦ濃度の上昇とＮＨ₄Ｆ濃度の低下を測定して、そ
   の測定に基いて前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶解さ
   せることを特徴とする請求項１に記載のエッチング液管
   理方法。
4. 【請求項４】 半導体ウェーハ上に形成されたシリコン
   酸化膜をエッチング液を用いて処理するウェットエッチ
   ング装置において、 前記エッチング液としてバッファードフッ酸（Buffered
   Hydrogen Fluoride）を用い、 前記エッチング液中のＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度測定に基い
   て前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶解させ、前記エッ
   チング液中に含まれるＨＦ，ＮＨ₄Ｆの濃度変動を抑制
   するようにしたことを特徴とするウェットエッチング装
   置。
5. 【請求項５】 前記複数の半導体ウェーハを一括して前
   記エッチング液に浸漬してエッチング処理を行うもので
   あることを特徴とする請求項４に記載のウェットエッチ
   ング装置。
6. 【請求項６】 前記バッファードフッ酸の化学変化に伴
   うＨＦ濃度の上昇とＮＨ₄Ｆ濃度の低下を測定して、そ
   の測定に基いて前記エッチング液にＮＨ₃ガスを溶解さ
   せようにしたものであることを特徴とする請求項４に記
   載のウェットエッチング装置。
7. 【請求項７】 前記エッチング液は、前記ＮＨ₃ガスを
   バブリングして溶解させることを特徴とする請求項４又
   は６に記載のウェットエッチング装置。
8. 【請求項８】 前記エッチング液を循環させる配管径路
   で前記エッチング液に前記ＮＨ₃ガスを接触させて溶解
   させることを特徴とする請求項４又は６に記載のウェッ
   トエッチング装置。