JP2002025973A - エッチング処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチング選択性をさらに向上できるエッチ
ング処理方法およびその装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本発明のエッチング処理装置は、内部に
収納された基板Ｗを処理液の蒸気でエッチング処理を行
うための処理室１と、この処理室１に処理液の蒸気を供
給する供給部２とを有し、基板Ｗに形成された複数種の
膜のうちの特定の膜を処理液の蒸気で選択的にエッチン
グするエッチング処理装置において、処理室１内を減圧
雰囲気にする圧力制御部３０と、基板Ｗの温度を特定の
膜のエッチングレートが他の膜のエッチングレートに比
べて大きくなる温度範囲内に制御する温度制御部１４１
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、フ
ォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基
板、光ディスク用の基板など（以下、単に基板と称す
る）にエッチング処理を行うエッチング処理方法および
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種基板の製造プロセスのうちの１工程
として、例えば、基板に形成された薄膜の全面または特
定の場所を必要な厚さだけエッチング（食刻）処理を行
うエッチング工程が、適宜実施されている。このエッチ
ング手法としては、例えば、化学溶液中に基板を浸漬し
てこの基板のエッチング処理を行おうとする被加工層を
溶かし込んで基板をエッチング処理を行うウエット（湿
式）エッチングがあり、従来から採用されている。

【０００３】しかし、基板に集積させる集積回路の微細
化が進むにつれて、ガスを用いてエッチングするドライ
（乾式）エッチングがウエットエッチングに替わって使
われはじめられており、現在の各種基板の製造には不可
欠な技術となっている。その理由としては、ウエットエ
ッチングに比べて、エッチング選択性が良く微細加工性
が優れていること、廃ガス処理の方が廃液処理よりも容
易であること等の利点を備えているためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例の場合には、次のような問題がある。近年益
々、集積回路の微細化が望まれており、それに伴ってよ
り高いエッチング選択性が望まれているが、従来のドラ
イエッチングでは十分なエッチング選択性が得られない
という問題があり、エッチング選択性をさらに向上させ
たいという要望がある。

【０００５】また、集積回路の集積密度が向上するにつ
れて、次々に新しい材質の膜が集積回路製作に適用され
ているが、この新しい材質の膜は高エッチングレート比
の条件下でエッチング処理が行われておらず、高エッチ
ングレート比の条件下でエッチング処理を行うことがで
きるエッチング処理方法が望まれている。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、エッチング選択性をさらに向上できる
エッチング処理方法およびその装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者が鋭意研究をした結果、次のような知見を
得た。すなわち、基板に形成された複数種の膜のうちの
特定の膜を処理液の蒸気でエッチング処理を行う場合
に、例えば図４に示すように、常圧雰囲気では特定の膜
のエッチングレートと他の膜のエッチングレートとの比
（以下、「エッチングレート比」という）はそれほど大
きくならないが、減圧雰囲気の所定の温度範囲内でエッ
チングレート比が著しく大きくなることを見い出した。

【０００８】このような知見に基づく本発明は次のよう
な構成を採る。すなわち、請求項１に記載のエッチング
処理方法は、基板に形成された複数種の膜のうちの特定
の膜を処理液の蒸気でエッチング処理を行うエッチング
処理方法において、減圧雰囲気で特定の膜のエッチング
レートが他の膜のエッチングレートに比べて大きくなる
温度範囲内で、前記特定の膜を選択的にエッチング処理
を行うことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２に記載のエッチング処理方
法は、請求項１に記載のエッチング処理方法において、
前記処理液の蒸気は、フッ酸蒸気であることを特徴とす
るものである。

【００１０】また、請求項３に記載のエッチング処理方
法は、請求項１に記載のエッチング処理方法において、
前記特定の膜としての第１膜と、前記他の膜としての第
２膜とは、ボロンフォスフォシリケートガラス、ボロン
シリケートガラス、フォスフォシリケートガラス、ノン
ドープドシリケートガラス、熱酸化膜、自然酸化膜、窒
化シリコン膜、テトラエチルオルソシリケートのうちの
任意の２つの組み合わせであることを特徴とするもので
ある。

【００１１】また、請求項４に記載のエッチング処理装
置は、基板に形成された複数種の膜のうちの特定の膜を
処理液の蒸気で選択的にエッチング処理を行うエッチン
グ処理装置において、基板を内部に収納し、かつ内部に
収納された基板にエッチング処理を行うための処理部
と、前記処理部にある基板に処理液の蒸気を供給する供
給手段と、前記処理部内を減圧雰囲気にするための圧力
制御手段と、前記圧力制御手段で前記処理部内を減圧雰
囲気の状態にしつつ、前記処理部内の基板の温度を特定
の膜のエッチングレートが他の膜のエッチングレートに
比べて大きくなる温度範囲内に制御する温度制御手段
と、を備えたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。基板に形成された複数種の膜のうちの特定の膜を処
理液の蒸気でエッチング処理を行うエッチング処理方法
において、減圧雰囲気で特定の膜のエッチングレートが
他の膜のエッチングレートに比べて大きくなる温度範囲
内で、前記基板の特定の膜を選択的にエッチング処理を
行うようにしている。したがって、このエッチング条件
下、すなわち、減圧雰囲気でエッチングレート比が大き
くなる温度範囲内としたエッチング条件下では、特定の
膜とこれ以外の他の膜とのエッチングレート比が非常に
大きくなり、高エッチングレート比の条件下でエッチン
グ処理が行われることになる。

【００１３】また、請求項２に記載の発明によれば、基
板に形成された複数種の膜のうちの特定の膜を、減圧雰
囲気でエッチングレート比が大きくなる温度範囲内で処
理液の蒸気としてのフッ酸蒸気で、エッチング処理を行
うようにしている。このようなエッチング条件下では、
特定の膜と他の膜とのエッチングレート比が非常に大き
くなり、高エッチングレート比の条件下でエッチング処
理が行われることになる。

【００１４】また、請求項３に記載の発明によれば、基
板に形成された複数種の膜のうちの特定の膜としての第
１膜と、他の膜としての第２膜とは、ボロンフォスフォ
シリケートガラス、ボロンシリケートガラス、フォスフ
ォシリケートガラス、ノンドープドシリケートガラス、
熱酸化膜、自然酸化膜、窒化シリコン膜、テトラエチル
オルソシリケートのうちの任意の２つの組み合わせであ
るとしている。そして、これらのいずれの膜を選択的に
エッチングするに際しても、減圧雰囲気でエッチングレ
ート比が大きくなる温度範囲内で、選択的にエッチング
処理を行うようにしている。したがって、このエッチン
グ条件下、すなわち、減圧雰囲気でエッチングレート比
が大きくなる温度範囲内としたエッチング条件下では、
第１膜と第２膜とのエッチングレート比が非常に大きく
なり、高エッチングレート比の条件下でエッチング処理
が行われることになる。

【００１５】また、請求項４に記載の発明によれば、圧
力制御手段は、複数種の膜が形成された基板が内部に収
納された処理部内を減圧雰囲気にする。温度制御手段
は、基板の温度をエッチングレート比が大きくなる温度
範囲内に制御する。そして、このように制御された状態
で、処理液の蒸気が供給部から処理部に供給されて、基
板に形成された複数種の膜のうちの特定の膜が処理液の
蒸気で選択的にエッチングされることになる。したがっ
て、このエッチング条件下、すなわち、減圧雰囲気でエ
ッチングレート比が大きくなる温度範囲内としたエッチ
ング条件下では、特定の膜と他の膜とのエッチングレー
ト比が非常に大きくなり、高エッチングレート比の条件
下でエッチング処理が行われることになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。本実施例に係るエッチング処理装置
の概略構成を、図１を参照しながら説明する。図１は、
本実施例に係るエッチング処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【００１７】このエッチング処理装置は、大きく分け
て、内部に収納された基板Ｗを処理液の蒸気としての例
えばフッ酸蒸気でエッチング処理する処理室１と、基板
Ｗの表面をエッチング・洗浄するために、処理液（例え
ば、フッ化水素酸ＨＦと純水Ｈ ₂ Ｏとの混合液）を蒸発
させてキャリア用の窒素ガスＮ₂ で希釈し、フッ化水素
ガスＨＦと純水蒸気Ｈ₂ Ｏと窒素ガスＮ₂ との混合蒸気
を、処理室１に供給する供給部２とを備えている。この
供給部２は、処理室１の上方の位置に配置されている。
なお、処理室１は、本発明装置における処理部に相当す
る。以下、各部の構成を詳細に説明する。

【００１８】まず、供給部２の構成について説明する。
供給部２は、キャリア用の窒素ガスＮ₂ を供給するため
の第１供給部２１と、フッ化水素酸ＨＦと純水Ｈ₂ Ｏと
の混合液を貯留し、この混合液を蒸発させたフッ化水素
ガスＨＦと純水蒸気Ｈ₂ Ｏと第１供給部２１からのキャ
リア用の窒素ガスＮ₂ との混合蒸気を生成するための貯
留槽２２と、この貯留槽２２からのフッ化水素ガスＨＦ
と純水蒸気Ｈ₂ Ｏと窒素ガスＮ₂ との混合蒸気、あるい
は、第１供給部２１からの窒素ガスＮ₂ のみを選択して
処理室１へ供給する第２供給部２３とを備えている。

【００１９】第１供給部２１は、窒素ガス供給源２０１
を備えており、この窒素ガス供給源２０１には、窒素ガ
ス供給源２０１から供給されるキャリア用の窒素ガスＮ
₂ を２つの経路に分岐して下流側へ供給する第１のＴ管
継手２０２が接続されている。この第１のＴ管継手２０
２により分岐される１つの経路には、キャリア用の窒素
ガスＮ₂ を貯留槽２２に供給するための第１の窒素ガス
供給管２０３が接続されており、この第１の窒素ガス供
給管２０３には、第１の窒素ガス供給管２０３における
キャリア用の窒素ガスＮ₂ の貯留槽２２への流量を所定
流量（例えば、５０リットル／分）に調整する第１の流
量調節器２０４と、第１の窒素ガス供給管２０３を開閉
する第１のバルブ２０５とが設けられている。また、第
１のＴ管継手２０２により分岐される他の１つの経路に
はキャリア用の窒素ガスＮ₂ のみを処理室１に直接供給
するための第２の窒素ガス供給管２０６が接続されてお
り、この第２の窒素ガス供給管２０６には、この第２の
窒素ガス供給管２０６におけるキャリア用の窒素ガスＮ
₂ の処理室１への流量を所定流量（例えば、５０リット
ル／分）に調整する第２の流量調節器２０７と、第２の
窒素ガス供給管２０６を開閉する第２のバルブ２０８と
が設けられている。

【００２０】貯留槽２２は、フッ化水素酸ＨＦと純水Ｈ
₂ Ｏとの混合液を貯留している。この混合液のフッ化水
素酸ＨＦと純水Ｈ₂ Ｏとの組成比は、例えば、39.6％：
60.4％としている。貯留槽２２には、貯留しているフッ
化水素酸ＨＦと純水Ｈ₂ Ｏとの混合液を、所定の温度
（例えば、室温２２〜２５℃）で維持するように、この
混合液を温調するための温調手段２２１が備えられてい
る。この温調手段２２１としては、フッ化水素酸ＨＦと
純水Ｈ₂ Ｏとの混合液を所定の温度（例えば、室温２２
〜２５℃）で維持するように、ヒータで貯留槽２２を加
熱保温するものや、貯留槽２２に巻き付けられたチュー
ブに温度コントロールされた温調水を循環させることで
この貯留槽２２を加熱保温するものなどがある。

【００２１】貯留槽２２には、その上流側に第１の窒素
ガス供給管２０３が接続されており、キャリア用の窒素
ガスＮ₂ が窒素ガス供給源２０１から供給されるように
なっている。また、この貯留槽２２の側方には、貯留槽
２２において生成されたフッ化水素ガスＨＦと純水蒸気
Ｈ₂ Ｏと窒素ガスＮ₂ との混合蒸気を貯留槽２２から排
出するための混合蒸気出力管２２２が接続されている。

【００２２】前述の温調手段２２１によって、フッ化水
素酸ＨＦと純水Ｈ₂ Ｏとの混合液は、所定の温度（例え
ば、室温２２〜２５℃）に維持されており、このフッ化
水素酸ＨＦと純水Ｈ₂ Ｏとの混合液を蒸発させられてフ
ッ化水素ガスＨＦと純水蒸気Ｈ₂ Ｏが貯留槽２２内にお
いて生成されることになる。そして、この生成されたフ
ッ化水素ガスＨＦと純水蒸気Ｈ₂ Ｏとは、キャリア用の
窒素ガスＮ₂ が貯留槽２２内に供給されることによっ
て、希釈されてこのキャリア用の窒素ガスＮ₂ ととも
に、混合蒸気出力管２２２へ供給されることになる。

【００２３】第２供給部２３には、第２のＴ管継手２３
２が設けられており、この第２のＴ管継手２３２の三方
には、それぞれ、上述した第２の窒素ガス供給管２０６
と、混合蒸気出力管２２２と、処理室１へ気体を供給す
るための供給管２３３の上流側とが接続されている。ま
た、混合蒸気出力管２２２には混合蒸気出力管２２２を
開閉する第２のバルブ２３１が設けられている。

【００２４】続いて、処理室１の構成について説明す
る。処理室１は、上述した供給部２の下方に配置されて
いるとともに、内部が空洞である箱型形状をしており、
底部１１と周壁部１２と天井部１３とを備えている。こ
の処理室１は、使用時には内部雰囲気と外部雰囲気との
連絡を全く遮断して気密性が確保される。また、この処
理室１は、基板Ｗの搬入搬出時には、例えば、周壁部１
２の一部に形成された開口部１２ａから基板Ｗの搬入搬
出が可能なようになっている。図１では省略している
が、この基板Ｗの搬入搬出のための開閉機構は、例え
ば、周壁部１２の一部に開閉自在なシャッター機構など
を備えることで実現できる。

【００２５】処理室１内には、例えば、基板Ｗを保持し
た状態で水平回転し温度調整機能を備えたホットプレー
ト１４が設けられている。ホットプレート１４はその回
転軸１５により軸支されており、ホットプレート１４の
回転軸１５に電動モータ１６が連動連結され、ホットプ
レート１４に保持した基板Ｗを鉛直軸芯Ｐ１回りで駆動
回転するように構成されている。なお、この基板Ｗを保
持するホットプレート１４は、回転式のものに限らず、
非回転式のものであっても良い。

【００２６】ホットプレート１４には、基板Ｗの温度
を、後述するように見出されたエッチングレート比が大
きくなる温度範囲内になるように制御する温度制御部１
４１が備えられている。この温度制御部１４１は、例え
ば、基板Ｗの温度を０〜数百℃の範囲内の任意の温度に
することができる程度のものとしても良いが、ここで
は、基板Ｗの温度を０〜１２０℃のうちの所望の温度に
することができる程度のものとしている。温度制御部１
４１は、例えば、基板Ｗを加熱する加熱部１４１ａと、
基板Ｗの温度を所望の温度にするために、加熱部１４１
ａを制御する加熱部用制御部１４１ｂとを備えており、
ホットプレート１４の基板Ｗに近い側に加熱部１４１ａ
が設けられている。

【００２７】なお、この温度制御部１４１は、基板Ｗの
温度をエッチングレート比が大きくなる温度範囲内にな
るように制御できるようなものであれば良く、上述した
温度制御部１４１の構成は一例であってこの構成に限定
されるものではない。なお、この温度制御部１４１が本
発明における温度制御手段に相当する。

【００２８】処理室１の天井部１３は、内部が中空で板
状に形成されており、処理室１側に複数個の貫通孔１３
ａが形成されている。この天井部１３は、供給管２３３
の下流側と接続されており、この供給管２３３から貯留
槽２２からのフッ化水素ガスＨＦと純水蒸気Ｈ₂ Ｏと窒
素ガスＮ₂ との混合蒸気が天井部１３へ供給され、さら
に複数個の貫通孔１３ａからこの処理室１内に供給され
る。

【００２９】処理室１の底部１１には、処理室１内に供
給された混合蒸気や処理室１内で反応生成された反応生
成ガスなどを排出するための排気管１１１が備えられて
いる。排気管１１１には、処理室１内を減圧雰囲気に維
持制御する排気弁１１２が備えられている。この排気弁
１１２は、例えば、処理室１内を減圧雰囲気（10⁵ 〜10
² Ｐａ（パスカル）の範囲内で所定の減圧状態）に維持
制御することができる程度のものとしても良いが、ここ
では、処理室１内を減圧雰囲気（2.8 ×10⁴ 〜3.5 ×10
⁴ Ｐａ（パスカル）程度の減圧状態）に維持制御するこ
とができる程度のものとしている。

【００３０】なお、この排気弁１１２は、上述した第１
のバルブ２０５、第２のバルブ２０８、及び第３のバル
ブ２３１とともに、圧力制御部３０により連動して開閉
動作を制御するように構成されている。

【００３１】例えば、貯留槽２２からのフッ化水素ガス
ＨＦと純水蒸気Ｈ₂ Ｏと窒素ガスＮ ₂ との混合蒸気を処
理室１に供給しようとする場合には、圧力制御部３０
は、第１のバルブ２０５を開いて貯留槽２２にキャリア
用の窒素ガスＮ₂ を供給するよう第１のバルブ２０５を
制御し、第３のバルブ２３１を開いて貯留槽２２からの
フッ化水素ガスＨＦと純水蒸気Ｈ₂ Ｏと窒素ガスＮ₂ と
の混合蒸気を処理室１に供給するよう第３のバルブ２３
１を制御している。このとき第２のバルブ２０８は閉じ
た状態となるように制御されている。このように、貯留
槽２２からのフッ化水素ガスＨＦと純水蒸気Ｈ₂ Ｏと窒
素ガスＮ₂ との混合蒸気が処理室１に供給されることで
この処理室１では所望の反応（エッチング）が行われる
ことになる。

【００３２】また、処理室１での前述の混合蒸気による
反応を停止させる際には、圧力制御部３０は、第１，第
３のバルブ２０５，２３１は閉じた状態とし、処理室１
への混合蒸気の供給を停止するよう制御し、第２のバル
ブ２０８を開いて処理室１に窒素ガスＮ₂ のみを供給す
るよう制御している。このように、処理室１に窒素ガス
Ｎ₂ のみを供給することで、この処理室１での混合蒸気
による反応を停止させるようにしている。なお、圧力制
御部３０が本発明における圧力制御手段に相当する。

【００３３】次に、第１膜としてのボロンフォスフォシ
リケートガラス（以下、ＢＰＳＧと略称する）と、第２
膜としての熱酸化膜とが形成された基板ＷのそのＢＰＳ
Ｇを、後述する第１，第２条件のようにエッチング条件
を変えて、混合蒸気で選択的にエッチング処理を実施す
る場合について説明する。

【００３４】〔第１条件〕第１条件とは、処理室１内の
基板Ｗを一定温度（例えば、２４℃で一定）とし、処理
室１内の圧力を常圧時と減圧時の２種類にした場合につ
いて、エッチング処理を実施することである。

【００３５】常圧時とは、10⁵ Ｐａ（パスカル）程度の
状態とし、減圧時とは、2.8 ×10⁴〜3.5 ×10⁴ Ｐａ
（パスカル）程度の状態としている。この常圧時と減圧
時の２種類の処理室１内の圧力状態は、圧力制御部３０
によって各弁が制御されることになる。圧力制御部３０
は、常圧時には処理室１内の圧力を10⁵ Ｐａ（パスカ
ル）程度の状態となるように制御しており、減圧時には
2.8 ×10⁴ 〜3.5 ×10⁴ Ｐａ（パスカル）程度の状態と
なるように、各弁を制御している。なお、このときの処
理室１内の基板Ｗの温度は、例えば、２４℃で一定とな
るように、温度制御部１４１によって制御されている。

【００３６】まず、処理室１内を常圧状態で基板Ｗの温
度を室温に一定としてエッチング処理を行う場合の各部
の動作について説明する。常圧時には、処理室１内の基
板Ｗの温度を２４℃で一定とし、処理室１内の圧力を10
⁵ Ｐａ（パスカル）程度の状態としている。第１の流量
調節器２０４によってキャリア用の窒素ガスＮ₂ の流量
が５０リットル／分に調整されて貯留槽２２に供給され
ることで、貯留槽２２からのフッ化水素ガスＨＦと純水
蒸気Ｈ₂ Ｏと窒素ガスＮ₂ との混合蒸気が処理室１に供
給されることになり、処理室１内ではエッチングが行わ
れることになる。このときのエッチング時間は、例え
ば、１２０秒間としている。また、処理室１内に供給さ
れた混合蒸気や処理室１内で反応生成された反応生成ガ
スなどは、圧力制御部３０の制御により排気弁１１２を
開いて５０リットル／分の流量で排出されており、処理
室１内は常圧状態が維持されるようになっている。

【００３７】エッチング処理が１２０秒間行われると、
第１のバルブ２０５を閉じた状態にし、貯留槽２２への
キャリア用の窒素ガスＮ₂ の供給を停止し、処理室１へ
の混合蒸気の供給を停止するよう第３のバルブ２３１を
閉じた状態にする。そして、第２のバルブ２０８を開い
た状態にし第２の流量調節器２０７によって、処理室１
内にキャリア用の窒素ガスＮ₂ のみを５０リットル／分
の流量で１分間供給して、処理室１内の反応を停止させ
ている。

【００３８】次に、処理室１内を減圧状態で基板Ｗの温
度を室温に一定としてエッチングする場合の各部の動作
について説明する。減圧時には、処理室１内の基板Ｗの
温度を２４℃で一定とし、処理室１内の圧力を例えば3.
5 ×10⁴ Ｐａ（パスカル）程度の状態としている。第１
の流量調節器２０４によってキャリア用の窒素ガスＮ ₂
の流量が５０リットル／分に調整されて貯留槽２２に供
給されることで、貯留槽２２からのフッ化水素ガスＨＦ
と純水蒸気Ｈ₂ Ｏと窒素ガスＮ₂ との混合蒸気が処理室
１に供給されることになり、処理室１内ではエッチング
が行われることになる。このときのエッチング時間は、
例えば、１２０秒間としている。また、処理室１内に供
給された混合蒸気や処理室１内で反応生成された反応生
成ガスなどは、圧力制御部３０の制御により、排気弁１
１２を開いて５０リットル／分の流量で排出されてお
り、処理室１内は減圧状態が維持されるようになってい
る。

【００３９】エッチング処理が１２０秒間行われると、
第１のバルブ２０５を閉じた状態にし、貯留槽２２への
キャリア用の窒素ガスＮ₂ の供給を停止し、処理室１へ
の混合蒸気の供給を停止するよう第３のバルブ２３１を
閉じた状態にする。そして、第２のバルブ２０８を開い
た状態にし第２の流量調節器２０７によって、処理室１
内にキャリア用の窒素ガスＮ₂ のみを５０リットル／分
の流量で１分間供給して、処理室１内の反応を停止させ
ている。

【００４０】以上のように、第１条件、すなわち、基板
Ｗの温度を２４℃に一定とし、処理室１内の圧力を常圧
時と減圧時の２種類とした場合のエッチング結果を、図
２に示す。

【００４１】図２に示すように、第１膜としてのＢＰＳ
Ｇの常圧時と減圧時とのエッチングレート差は、第２膜
としての熱酸化膜の常圧時と減圧時とのエッチングレー
ト差よりも大きくなっている。すなわち、減圧する方が
ＢＰＳＧのエッチングレートを熱酸化膜のエッチングレ
ートよりも大きくすることができる。

【００４２】常圧時では、ＢＰＳＧと熱酸化膜とのエッ
チングレート比（ＢＰＳＧのエッチング速度／熱酸化膜
のエッチング速度）は、１．９〜６．８程度しかない
が、減圧時では、ＢＰＳＧと熱酸化膜とのエッチングレ
ート比は、１２．３〜６２．８程度に向上していること
がわかる。したがって、常圧時より減圧時の方がエッチ
ング選択性が増していることがわかる。

【００４３】〔第２条件〕第２条件とは、処理室１内の
圧力を減圧時（2.8 ×10⁴ 〜3.5 ×10⁴ Ｐａ（パスカ
ル）程度）の状態とし、処理室１内の基板Ｗの温度を適
宜変更してエッチングを実施することである。具体的に
は、基板Ｗの温度を、例えば、２４〜１００℃の範囲内
で、２４℃，４０℃，６０℃，８０℃，１００℃にして
それぞれ所定時間エッチングを実施している。なお、基
板Ｗの温度は、前述したように温度制御部１４１によっ
て制御される。

【００４４】以下に、第２条件、すなわち、処理室１内
を減圧状態で一定とし、基板Ｗの温度を２４℃，４０
℃，６０℃，８０℃，１００℃にしてそれぞれ所定時間
（例えば、１分程度）エッチングする場合の各部の動作
について説明する。

【００４５】処理室１内の圧力を、例えば、3.5 ×10⁴
Ｐａ（パスカル）程度で一定の減圧状態とし、処理室１
内の基板Ｗの温度を、例えば、４０℃としている。な
お、基板Ｗの温度が２４℃のときのエッチングデータ
は、前述した第１条件で既に取得済みであるので、ここ
では基板Ｗの温度を４０℃としている。第１の流量調節
器２０４によってキャリア用の窒素ガスＮ₂ の流量が５
０リットル／分に調整されて貯留槽２２に供給されるこ
とで、貯留槽２２からのフッ化水素ガスＨＦと純水蒸気
Ｈ₂ Ｏと窒素ガスＮ₂ との混合蒸気が処理室１に供給さ
れることになり、処理室１内では所定時間（例えば、１
分程度）エッチングが行われることになる。また、処理
室１内に供給された混合蒸気や処理室１内で反応生成さ
れた反応生成ガスなどは、圧力制御部３０の制御により
排気弁１１２を開いて５０リットル／分の流量で排出さ
れており、処理室１内は減圧状態が維持されるようにな
っている。

【００４６】エッチングが所定時間（例えば、１分程
度）行われると、第１のバルブ２０５を閉じた状態にし
貯留槽２２へのキャリア用の窒素ガスＮ₂ の供給を停止
し、処理室１への混合蒸気の供給を停止するよう第３の
バルブ２３１を閉じた状態にする。そして、第２のバル
ブ２０８を開いた状態にし、第２の流量調節器２０７に
よって、処理室１内にキャリア用の窒素ガスＮ₂ のみを
５０リットル／分の流量で１分間供給して、処理室１内
の反応を停止させている。

【００４７】なお、基板Ｗの温度を６０℃，８０℃，１
００℃にしてそれぞれエッチングを行うことについて
も、前述と同様にして行う。以上のように、第２条件、
すなわち、処理室１内を減圧状態で一定とし、基板Ｗの
温度を２４℃，４０℃，６０℃，８０℃，１００℃にし
てそれぞれ所定時間（例えば、１分程度）エッチングす
る場合のエッチング結果を、図３に示す。この図３に
は、処理室１内を常圧状態（10⁵ Ｐａ（パスカル）程度
の状態）で一定とし、基板Ｗの温度を２４℃，４０℃，
６０℃，８０℃，１００℃にしてそれぞれ所定時間（例
えば、１分程度）エッチングする場合のエッチング結果
も併記している。

【００４８】図３に示すように、膜質によって、エッチ
ングレートの温度の影響の受け方が異なっていることが
わかる。具体的には、第１膜としてのＢＰＳＧのエッチ
ングレートは温度影響が少なく、第２膜としての熱酸化
膜のエッチングレートは温度影響が大きいことがわか
る。

【００４９】この図３に基づいて、常圧時におけるエッ
チングレート比（ＢＰＳＧのエッチング速度／熱酸化膜
のエッチング速度）と、減圧時におけるエッチングレー
ト比（ＢＰＳＧのエッチング速度／熱酸化膜のエッチン
グ速度）との温度特性を、図４に示す。

【００５０】図４に示すように、減圧時で、なおかつ、
エッチングレート比が大きくなる温度範囲内（基板Ｗの
温度であって６０℃を中心とする所定の温度範囲内）で
ある場合に、高エッチングレート比が得られることがわ
かる。処理室１内を常圧状態としこの処理室１内の基板
Ｗの温度を変更した場合では、エッチングレート比（Ｂ
ＰＳＧのエッチング速度／熱酸化膜のエッチング速度）
は、最大で８０程度であったが、処理室１内を減圧状態
としこの処理室１内の基板Ｗの温度を変更した場合で
は、エッチングレート比（ＢＰＳＧのエッチング速度／
熱酸化膜のエッチング速度）は、最大で７２０程度まで
向上させることができる。

【００５１】したがって、ＢＰＳＧと熱酸化膜とが形成
された基板Ｗをエッチングする際に、特に、ＢＰＳＧを
選択エッチングしようとする場合には、減圧雰囲気で、
なおかつ、エッチングレート比が大きくなる温度範囲内
（基板Ｗの温度であって６０℃を中心とする所定の温度
範囲内）で混合蒸気で選択的にエッチングすることで、
ＢＰＳＧと熱酸化膜とのエッチングレート比を非常に大
きくすることができ、このＢＰＳＧを高エッチングレー
ト比の条件下で選択的にエッチング処理を行うことがで
きる。

【００５２】なお、本発明は以下のように変形実施する
ことも可能である。 （１）上述した実施例では、前述の第２条件において、
基板Ｗの温度を、２４℃，４０℃，６０℃，８０℃，１
００℃の５ポイントとしているが、必要に応じて、この
ポイント数をさらに増やすようにしたり、２４℃〜１０
０℃としているこの範囲をさらに拡大して基板Ｗを１０
０℃以上の温度にしたりして、エッチングレート比が大
きくなる温度範囲を求めるようにしても良い。

【００５３】（２）上述した実施例では、基板Ｗに形成
された複数種の膜を、例えば第１膜（ＢＰＳＧ）と第２
膜（熱酸化膜）とし、この基板ＷのＢＰＳＧを、減圧雰
囲気でエッチングレート比が大きくなる温度範囲内で、
処理液の蒸気としてのフッ酸蒸気で選択的にエッチング
処理を行うことについて、具体的に例示して説明してき
たが、本発明はこの２種類のＢＰＳＧと熱酸化膜との選
択エッチングに限定されるものではない。なぜならば、
本発明は、基板Ｗに形成された複数種の膜のうちの特定
の膜を処理液の蒸気でエッチングする際に、この特定の
膜とこれ以外の他の膜とのエッチングレート比が大きく
なるという条件、すなわち、減圧雰囲気でエッチングレ
ート比が大きくなる温度範囲内という最適なエッチング
条件があることを見出した点にあるからである。

【００５４】したがって、基板に形成された第１膜と第
２膜とが、ボロンフォスフォシリケートガラス（ＢＰＳ
Ｇ）、ボロンシリケートガラス（ＢＳＧ）、フォスフォ
シリケートガラス（ＰＳＧ）、ノンドープドシリケート
ガラス（ＮＳＧ）、熱酸化膜、自然酸化膜、窒化シリコ
ン膜、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）のう
ちの任意の２つの組み合わせである場合であっても、そ
の組み合わせに応じた最適なエッチング条件を、前述し
た実施例のようにして求めることができる。このように
して求めた最適なエッチング条件でエッチング処理を行
うことで、第１膜と第２膜とのエッチングレート比を非
常に大きくすることができ、積極的にエッチング処理を
行いたい特定の膜としての第１膜を高エッチングレート
比の条件下で選択的にエッチング処理を行うことができ
る。

【００５５】（３）上述した実施例では、処理室１に単
一の基板Ｗを収納してエッチング工程を実施する枚葉処
理としているが、処理室１に複数枚の基板Ｗを収納して
エッチング工程を実施するバッチ処理とする場合にも適
用できる。

【００５６】（４）上述した実施例では、エッチング工
程に採用しているが、基板Ｗの特定の膜を処理液の蒸気
で除去するなどのドライ洗浄工程に採用することも可能
である。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、基板に形成された複数種の膜
のうちの特定の膜を、減圧雰囲気で特定の膜のエッチン
グレートが他の膜のエッチングレートに比べて大きくな
る温度範囲内で、処理液の蒸気で選択的にエッチング処
理を行うので、特定の膜と他の膜とのエッチングレート
比を非常に大きくすることができ、この特定の膜を高エ
ッチングレート比の条件下で選択的にエッチング処理を
行うことができる。

【００５８】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記処理液の蒸気をフッ酸蒸気としているので、基板に形
成された複数種の膜のうちの特定の膜をフッ酸蒸気でエ
ッチング処理を行う場合に、特定の膜と他の膜とのエッ
チングレート比を非常に大きくすることができ、この特
定の膜を高エッチングレート比の条件下で選択的にエッ
チング処理を行うことができる。

【００５９】また、請求項３に記載の発明によれば、前
記特定の膜としての第１膜と、前記他の膜としての第２
膜とは、ボロンフォスフォシリケートガラス、ボロンシ
リケートガラス、フォスフォシリケートガラス、ノンド
ープドシリケートガラス、熱酸化膜、自然酸化膜、窒化
シリコン膜、テトラエチルオルソシリケートのうちの任
意の２つの組み合わせであるとしており、これらのいず
れの膜を選択的にエッチングするに際しても、減圧雰囲
気でエッチングレート比が大きくなる温度範囲内で、選
択的にエッチング処理を行うようにしているので、第１
膜と第２膜とのエッチングレート比を非常に大きくする
ことができ、この第１膜を高エッチングレート比の条件
下で選択的にエッチング処理を行うことができる。

【００６０】また、請求項４に記載の発明によれば、内
部に収納された基板を処理液の蒸気でエッチング処理を
行う処理部内を減圧雰囲気にする圧力制御手段と、前記
基板の温度を特定の膜のエッチングレートが他の膜のエ
ッチングレートに比べて大きくなる温度範囲内に制御す
る温度制御手段とを備えているので、基板に形成された
複数種の膜のうちの特定の膜と他の膜とのエッチングレ
ート比を非常に大きくすることができ、この特定の膜を
高エッチングレート比の条件下で選択的にエッチング処
理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るエッチング処理装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る常圧時と減圧時における第１膜，
第２膜のエッチングレートを示す特性図である。

【図３】実施例に係る常圧時と減圧時における第１膜，
第２膜の温度依存性を示す特性図である。

【図４】実施例に係る常圧時と減圧時におけるエッチン
グレート比（第１膜／第２膜）の温度特性を示す特性図
である。

【符号の説明】

１ … 処理室 ２ … 供給部 １４ … ホットプレート ２１ … 第１供給部 ２２ … 貯留槽 ２３ … 第２供給部 ３０ … 圧力制御部 １４１ … 温度制御部 Ｗ … 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永徳 篤郎 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 4K057 WA10 WA13 WB15 WB20 WE07 WM17 WN01 5F004 AA05 BA19 BB18 BB26 CA04 DA00 DA20 DA25 DB03 DB04 DB05 DB06 DB07 EA34

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に形成された複数種の膜のうちの特
   定の膜を処理液の蒸気でエッチング処理を行うエッチン
   グ処理方法において、 減圧雰囲気で特定の膜のエッチングレートが他の膜のエ
   ッチングレートに比べて大きくなる温度範囲内で、前記
   特定の膜を選択的にエッチング処理を行うことを特徴と
   するエッチング処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
   おいて、 前記処理液の蒸気は、フッ酸蒸気であることを特徴とす
   るエッチング処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
   おいて、 前記特定の膜としての第１膜と、前記他の膜としての第
   ２膜とは、ボロンフォスフォシリケートガラス、ボロン
   シリケートガラス、フォスフォシリケートガラス、ノン
   ドープドシリケートガラス、熱酸化膜、自然酸化膜、窒
   化シリコン膜、テトラエチルオルソシリケートのうちの
   任意の２つの組み合わせであることを特徴とするエッチ
   ング処理方法。
4. 【請求項４】 基板に形成された複数種の膜のうちの特
   定の膜を処理液の蒸気で選択的にエッチング処理を行う
   エッチング処理装置において、 基板を内部に収納し、かつ内部に収納された基板にエッ
   チング処理を行うための処理部と、 前記処理部にある基板に処理液の蒸気を供給する供給手
   段と、 前記処理部内を減圧雰囲気にするための圧力制御手段
   と、 前記圧力制御手段で前記処理部内を減圧雰囲気の状態に
   しつつ、前記処理部内の基板の温度を特定の膜のエッチ
   ングレートが他の膜のエッチングレートに比べて大きく
   なる温度範囲内に制御する温度制御手段と、 を備えたことを特徴とするエッチング処理装置。