JP2002100603A - シリコン残渣除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ上のシリコン残渣を均一性よく除去す
る。 【解決手段】 シリコン残渣を除去すべき面が上になる
ようにして被処理ウエハ１４を枚葉式スピナのウエハチ
ャック１２で平面的に保持した状態でウエハ１４の上面
にＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロ
オキサイド）又は塩化コリンを含むシリコン除去液を供
給した後（又は供給しつつ）ウエハチャック１２により
ウエハ１４をスピン回転させてシリコン残渣をエッチン
グする。ウエハ１４のスピン回転数を２０〜４０［ｒｐ
ｍ］程度に低く設定すると、ウエハ１４の上面でシリコ
ン除去液１８が矢印Ｂ，Ｃで示すように循環するため、
シリコン残渣を均一性よく除去できると共に、液滴１８
ａ，１８ｂの落下による液量減少を抑制でき、エッチン
グ時間に比例したエッチング量が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ポリシリコン加
工工程等でウエハ上に残留したシリコン残渣を除去する
方法に関し、特に枚葉式スピナのウエハチャックでウエ
ハを平面的に保持した状態でウエハ上にシリコン除去液
を供給した後（又は供給しつつ）ウエハをスピン回転さ
せることにより均一性よくシリコン残渣を除去可能とし
たもののである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリシリコン加工工程等でウエハ
上に残留したシリコン残渣を除去する方法としては、図
１２に示すようなドライエッチング装置を用いて等方性
プラズマエッチングを行なう方法、あるいは図１３に示
すようなバッチ式マニュアルシンクを用いて等方性ウェ
ットエッチングを行なう方法等が知られている。

【０００３】図１２に示すドライエッチング装置は、反
応室ＲＣ内に下部電極ＥＬ_１及び上部電極ＥＬ_２を対向
させて配置したもので、上部電極ＥＬ_２には、高周波電
源ＲＦが接続されている。反応室ＲＣには、給気口ＳＰ
からＳＦ_６，ＣＦ_４／Ｏ_２，Ｃｌ_２／Ｏ_２，ＨＢｒ又は
Ｃｌ_２ 等の反応ガスＧが供給される。反応室ＲＣの排
気口ＶＰを真空系ＶＣに接続して排気を行なうことで反
応室ＲＣ内は数百［ｍＴｏｒｒ］の圧力状態に設定され
る。このような圧力状態において高周波電源ＲＦから電
極ＥＬ_１，ＥＬ_２に高周波電力を供給してプラズマＰを
発生させることにより等方性プラズマエッチングが行な
われる。

【０００４】シリコン残渣を除去するために使用可能な
ドライエッチング装置としては、ダウンフロー型のドラ
イエッチング装置も知られており、この装置ではラジカ
ルによる等方性エッチングが可能である。

【０００５】図１３に示すバッチ式マニュアルシンクＭ
Ｓには、ストリンガー混合液（フッ化アンモニウム、硝
酸及び酢酸の水溶液）ＳＬが収容される。ウエハホルダ
ＷＨに装填された多数枚の被処理ウエハＷをストリンガ
ー混合液ＳＬに浸漬することにより等方性のウェットエ
ッチングが行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術によ
ると、ウエハ面内のエッチング速度の均一性が良好でな
く、特に図４に示すように凹部（又は段差部）２４に残
留したシリコン残渣２６を完全に除去できないという問
題点があった。また、下地膜としてのシリコン酸化膜２
０とのエッチング選択比が不足するため、シリコン酸化
膜２０に孔があく（下地抜けが生ずる）不都合もあっ
た。さらに、ゲート電極層としてのポリシリコン層２２
が存在する場合には、ゲート寸法のばらつきが増大した
り、ゲート寸法の細りすぎやノッチ等の形状異常が発生
したりする不都合もあった。

【０００７】この発明の目的は、ウエハ面内のエッチン
グ速度の均一性を向上させた新規なシリコン残渣方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る第１のシ
リコン残渣除去方法は、シリコン残渣を除去すべき面が
上になるようにして被処理ウエハを枚葉式スピナのウエ
ハチャックで平面的に保持するステップと、前記被処理
ウエハの上面にシリコン除去液を供給して表面張力で保
持させるステップと、前記シリコン除去液を前記被処理
ウエハの上面に沿って循環させるように前記ウエハチャ
ックにより前記被処理ウエハをスピン回転させるステッ
プとを含むものである。

【０００９】第１のシリコン残渣除去方法によれば、被
処理ウエハの上面にシリコン除去液を表面張力で保持さ
せた後、シリコン除去液をウエハの上面に沿って循環さ
せるように被処理ウエハをスピン回転させるので、ウエ
ハ面内のエッチング速度均一性が改善されると共に、シ
リコン除去液の液量減少を抑制することができる。

【００１０】第１のシリコン残渣除去方法においては、
シリコン除去液としてＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アン
モニウム・ハイドロオキサイド）又は塩化コリンを含む
ものを用いることができる。このようにすると、下地膜
がシリコン酸化膜である場合、シリコン酸化膜とのエッ
チング選択比がほぼ無限大となり、下地抜けを防止する
ことができる。また、エッチング速度がゆるやかである
ため、ポリシリコンゲートが存在してもゲート寸法の細
りすぎやノッチ等の形状異常が発生するのを抑制するこ
とができる。

【００１１】シリコン除去液としてＴＭＡＨ又は塩化コ
リンを含むものを用いるときは、被ウエハの上面にシリ
コン除去液を供給する前にシリコン残渣の表面を覆うシ
リコン酸化膜を除去するとよい。このようにすると、シ
リコン残渣を除去するのが容易となる。

【００１２】第１のシリコン残渣除去方法においては、
被処理ウエハをスピン回転させる際にスピン回転数を２
０〜４０［ｒｐｍ］程度に低く設定するとよい。このよ
うな低速回転領域では、シリコン除去液の液量減少がわ
ずかであり、シリコン除去液を追加供給しなくて済む。

【００１３】第１のシリコン残渣除去方法においては、
被処理ウエハの上面にシリコン除去液を供給するステッ
プと、被処理ウエハをスピン回転させるステップとを含
むシリコン残渣除去処理を複数回行なうようにしてもよ
い。 このようにすると、均一性を悪化させることなく
エッチング量を増大させることができ、厚いシリコン残
渣を均一性よく除去可能となる。

【００１４】この発明に係る第２のシリコン残渣除去方
法は、シリコン残渣を除去すべき面が上になるようにし
て被処理ウエハを枚葉式スピナのウエハチャックで平面
的に保持するステップと、前記被処理ウエハの上面にシ
リコン除去液を供給しつつ前記ウエハチャックにより前
記被処理ウエハをスピン回転させるステップとを含むも
のである。

【００１５】第２のシリコン残渣除去方法によれば、被
処理ウエハの上面にシリコン除去液を供給しつつ被処理
ウエハをスピン回転させるので、ウエハ上面でシリコン
除去液の更新がスムーズに行なわれ、ウエハ面内のエッ
チング速度均一性が改善される。

【００１６】第２のシリコン残渣除去方法においては、
第１のシリコン残渣除去方法に関して前述したと同様に
シリコン除去液としてＴＭＡＨ又は塩化コリンを含むも
のを用いたり、シリコン残渣の表面を覆うシリコン酸化
膜を予め除去したりしてもよく、前述したと同様の作用
効果が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
係るシリコン残渣除去方法を示すものである。この実施
形態では、枚葉式コータ又は枚葉式ディベロッパとして
慣用されている枚葉式スピナを用いると共に、レジスト
現像液として市販されているＴＭＡＨ［Ｎ（ＣＨ_３）_４
ＯＨ］水溶液（ＴＭＡＨ：０．２４〜５．００ｗｔ％、
水：９５．００〜９９．７６ｗｔ％）を用いてシリコン
ウエハ上のポリシリコン残渣を除去する。

【００１８】ステップＳ_１では、被処理ウエハとして、
図４に示すようなシリコンウエハ１４を用意する。ウエ
ハ１４の表面にはゲート絶縁膜としてのシリコン酸化膜
２０が形成されると共に、シリコン酸化膜２０の上には
ゲート電極層としてのポリシリコン層２２が形成されて
いる。

【００１９】シリコン酸化膜２０は、熱酸化法により形
成されたものである。ウエハ１４の表面には、熱酸化の
前に凹部（又は段差部）２４が存在したり、熱酸化に伴
って凹部２４が生じたりする。シリコン酸化膜２０の形
成後において、凹部２４の深さＤは，数［Å］〜数１０
００［Å］であり、凹部２４の開口サイズＳは、数
［Å］〜数１０００［Å］である。

【００２０】ポリシリコン層２２は、ＣＶＤ（ケミカル
・ベーパー・デポジション）法等により堆積されたポリ
シリコン層を選択的プラズマエッチング処理により加工
して形成されたものである。プラズマエッチングの終了
後において、凹部２４内には、ポリシリコン残渣２６が
残留する。

【００２１】ポリシリコン層２２及びポリシリコン残渣
２６の表面には、５０［Å］又はそれ以下の薄いシリコ
ン酸化膜（自然酸化膜）が形成されることが多い。この
シリコン酸化膜はシリコン除去液としてのＴＭＡＨ水溶
液では殆どエッチングできないので、予め除去しておく
必要がある。そこで、ステップＳ_１ではシリコン酸化膜
エッチング処理により薄いシリコン酸化膜を除去してポ
リシリコン層２２及びポリシリコン残渣２６の表面を露
呈させる。シリコン酸化膜エッチング処理としては、例
えばフッ酸（ＨＦ）をエッチャントとするウエットエッ
チング処理を用いることができる。

【００２２】次にステップＳ_２では、図２に示すように
枚葉式スピナにウエハ１４を装填する。すなわち、カッ
プ１０内に配置された真空吸引式のウエハチャック１２
によりウエハ１４を平面的に保持する。このとき、ウエ
ハ１４は、ポリシリコン残渣２６が存在する面が上にな
るように保持する。

【００２３】ステップＳ_３では、洗浄ノズル（図示せ
ず）から洗浄液としての純水をウエハ１４の上面に供給
しつつウエハチャック１２によりウエハ１４をスピン回
転させることにより洗浄（リンス）処理を行なう。洗浄
処理の後は、純水の供給を停止した状態でウエハ１４を
スピン回転させてウエハ１４を乾燥させる。

【００２４】ステップＳ４では、図２に示すようにスピ
ン乾燥に引き続いてウエハ１４を矢印Ａ方向にスピン回
転させつつウエハ１４の上面にＴＭＡＨ水溶液からなる
シリコン除去液１８を薬液ノズル１６から供給し、ウエ
ハ１４の上面に表面張力でシリコン除去液１８を保持さ
せる。ウエハ１４の上面におけるシリコン除去液１８の
厚さＴが２〜６［ｍｍ］に達した時点で薬液ノズル１６
からのシリコン除去液１８の供給を停止する。一例とし
て、ウエハ１４のスピン回転数は３０［ｒｐｍ］とし、
シリコン除去液１８の供給時間は３［秒］とすることが
できる。ウエハ１４を回転させないでシリコン除去液１
８を供給してもよい。

【００２５】ステップＳ_５では、図３に示すように図２
の工程に引き続いてウエハ１４を矢印Ａ方向にスピン回
転させてポリシリコン（Ｓｉ）エッチングを行なう。こ
のとき、矢印Ｂ，Ｃで示すようにウエハ１４の上面に沿
ってシリコン除去液１８が循環するように低速でウエハ
１４をスピン回転させる。一例として、スピン回転数
は、２０〜４０［ｒｐｍ］の範囲内に設定することがで
きる。ポリシリコンエッチング中のシリコン除去液１８
の温度は、スピナに付属した温度調整装置により２４．
０±１．０［℃］に維持する。

【００２６】ステップＳ_５のポリシリコンエッチング処
理によれば、エッチング量がエッチング時間にほぼ比例
し、エッチング時間を適宜設定することで厚さ１０〜１
０００［Å］の範囲内で所望のエッチング量を設定可能
である。また、次の（１）〜（４）のような作用効果が
得られる。

【００２７】（１）ウエハ１４の上面に沿ってシリコン
除去液１８が循環するため、ウエハ面内のポリシリコン
残渣を均一性よく除去可能である。例えば、図４の凹部
２４内のポリシリコン残渣２６は、図５に示すように完
全に除去される。ポリシリコン残渣２６の除去に伴って
ポリシリコン層２２が破線２２ａで示す位置から若干エ
ッチングされるが、ウエハ面内のエッチング速度均一性
が良好であるため、ゲート寸法のばらつきが抑制され
る。

【００２８】（２）エッチング速度が１０〜３００［Å
／ｍｉｎ］とゆるやかであるため、ゲート寸法の細りす
ぎやノッチなどの形状以上が発生するのを抑制すること
ができる。

【００２９】（３）ウエハ１４の低速回転により液滴１
８ａ，１８ｂの落下が抑制されるため、シリコン除去液
１８の液量減少がわずかであり、エッチング中にシリコ
ン除去液を追加供給しなくてよい。従って、シリコン除
去液の使用量が少なくて済む。

【００３０】（４）下地膜としてのシリコン酸化膜２０
のエッチング選択比はほぼ無限大であり、下地抜けが生
ずるおそれはない。

【００３１】次に，ステップＳ_６では、ステップＳ_３で
述べたと同様にしてウエハ１４に純水洗浄処理を施す。
そして、ステップＳ_７では、純水の供給を停止した状態
でウエハ１４をスピン回転させてウエハ１４を乾燥させ
る。

【００３２】ステップＳ_８では、ステップＳ_３〜Ｓ_７を
含む基本シーケンス処理ＦＳの回数が所定の回数に等し
いか判定する。「所定の回数」としては、１回又は複数
回を設定可能であり、例えば１０００［Å］より厚いポ
リシリコンエッチング量を得たいときは、２又は３回等
の複数回を設定すればよい。

【００３３】所定の回数が１回であったときは、ステッ
プＳ_７の後ステップＳ_８に来ると、判定結果が肯定的
（Ｙ）となる。所定の回数が複数回であったときは、１
回のシーケンス処理ＦＳではステップＳ_８の判定結果が
否定的（Ｎ）となり、ステップＳ_３に戻る。そして、ス
テップＳ_８の判定結果が肯定的（Ｙ）となるまで基本シ
ーケンス処理ＦＳを繰返す。

【００３４】ステップＳ_８の判定結果が肯定的（Ｙ）と
なったときは、ステップＳ_９でウエハチャック１２から
処理済のウエハ１４を取外す。

【００３５】上記したウエハ１４のような製品ウエハを
エッチング処理する前に、多数のサンプルウエハをエッ
チング処理して種々のエッチング特性を測定した。図６
は、各サンプルウエハＷｓにおけるエッチング量の測定
点Ｐ_１〜Ｐ_９を示すものである。図６において、ＯＦは
オリエンテーションフラットを示し、ｄはウエハ端縁か
らの距離を示す。測定点Ｐ_１〜Ｐ_９はいずれもウエハ端
縁からｄ＝１０［ｍｍ］以内に存在する。

【００３６】各サンプルウエハＷｓは、シリコンの６イ
ンチウエハからなるものである。各サンプルウエハの表
面に熱酸化法によりシリコン酸化膜を形成した後、この
シリコン酸化膜の上にＣＶＤ法によりポリシリコン層を
形成した。このように作成された各サンプルウエハに対
してポリシリコン層の表面の薄いシリコン酸化膜を除去
すべく図１のステップＳ_１で述べたようなシリコン酸化
膜エッチング処理を施した。そして、図１のステップＳ
_２〜Ｓ_９に従って各サンプルウエハのポリシリコン層に
ＴＭＡＨ水溶液によるスピンエッチング処理を施し、ポ
リシリコン層について種々のエッチング特性を評価し
た。

【００３７】後述の表１〜５に示されるエッチング量、
エッチング速度及びウエハ面内のエッチング速度均一性
は、各サンプルウエハ毎に次のようにして求めたもので
ある。すなわち、エッチング量は、測定点Ｐ_１〜Ｐ_９で
それぞれ求めたエッチング量をＥ_１〜Ｅ_９とすると、Ｅ
_１〜Ｅ_９の平均値［（Ｅ_１＋Ｅ_２＋…＋Ｅ_９）／９］で
ある。エッチング速度は、測定点Ｐ_１〜Ｐ_９でそれぞれ
求めたエッチング速度をＡ_１〜Ａ_９とすると、Ａ_１〜Ａ
_９の平均値［（Ａ_１＋Ａ_２＋…＋Ａ_９）／９）］であ
る。ウエハ面内のエッチング速度均一性ＵＮＦは、測定
点Ｐ_１〜Ｐ_９のうちで最大及び最小のエッチング速度を
それぞれＡｍａｘ及びＡｍｉｎとし、測定点Ｐ_１〜Ｐ_９
のエッチング速度の平均値をＡａｖｅとすると、次の数
１の式で表わされる。

【００３８】

【数１】 次の表１は、Ｎｏ．１〜５のサンプルウエハのポリシリ
コン層についてスピン回転数を異ならせてエッチング速
度とウエハ面内のエッチング速度均一性とを測定した結
果を示すものである。この場合、ポリシリコン層は、リ
ン等の導電型決定不純物を全く添加しないノンドープの
ポリシリコン層とした。また、ＴＭＡＨ水溶液の供給時
において、スピン回転数は３０［ｒｐｍ］、供給時間は
３［秒］とし、エッチング中はＴＭＡＨ水溶液の供給を
停止した。

【００３９】

【表１】 図７は、表１に示した測定結果をグラフで示したもの
で、横軸はスピン回転数を示し、縦軸はエッチング速度
又はウエハ面内のエッチング速度均一性を示す。表１及
び図７によれば、ウエハ面内のエッチングが速度均一性
は、スピン回転数が３０［ｒｐｍ］のときに最良となる
ことがわかる。実用上は、スピン回転数を２０〜４０
［ｒｐｍ］に設定するのが好ましい。

【００４０】次の表２は、Ｎｏ．１１〜１６のサンプル
ウエハのポリシリコン層についてスピン回転数を異なら
せてエッチング速度とウエハ面内のエッチング速度均一
性とを測定した結果を示すものである。この場合、ポリ
シリコン層は、ノンドープのポリシリコン層とした。ま
た、ＴＭＡＨ水溶液の供給時において、スピン回転数は
３０［ｒｐｍ］、供給時間は３［秒］とし、エッチング
中はＴＭＡＨ水溶液を供給し続けた。

【００４１】

【表２】 図８は、表２に示した測定結果を図７と同様にしてグラ
フで示したものである。表２及び図８によれば、スピン
回転させないＮｏ．１１のウエハに付いては、エッチン
グ時間が６００［秒］と長く、しかもウエハ面内のエッ
チング速度均一性が±９３［％］と良好でないことがわ
かる。従って、ウエハをスピン回転させないでＴＭＡＨ
水溶液によりポリシリコン残渣をエッチングする方法
は、実用的でない。

【００４２】表２及び図８によれば、スピン回転数が２
０［ｒｐｍ］程度の低速回転領域で均一性よくエッチン
グを行なえると共にスピン回転数が１００〜８００［ｒ
ｐｍ］程度の高速回転領域でも均一性よくエッチングを
行なえることがわかる。図８の方法では、エッチング中
もＴＭＡＨ水溶液を供給し続けるので、図７の方法に比
べてＴＭＡＨ水溶液の使用量が増大するが、このような
薬液使用量の増大が許容される場合には図８の方法でポ
リシリコン残渣を除去することも可能である。

【００４３】次の表３は、Ｎｏ．２１〜２７のサンプル
ウエハのポリシリコン層についてシート抵抗を異ならせ
てエッチング速度とウエハ面内のエッチング速度均一性
とを測定した結果を示すものである。この場合、Ｎｏ．
２１のウエハのポリシリコン層はノンドープのポリシリ
コン層とし、Ｎｏ．２２〜２６のウエハのポリシリコン
層にはイオン注入法によりリンイオン注入してシート抵
抗をそれぞれ調整し、Ｎｏ．２７のウエハのポリシリコ
ン層にはデポジション法によりリンを拡散させてシート
抵抗を調整した。また、ＴＭＡＨ水溶液の供給時におい
て、スピン回転数は３０［ｒｐｍ］、供給時間は３
［秒］とし、エッチング中はＮｏ．２１〜２６のウエハ
に付いてはＴＭＡＨ水溶液の供給を停止し、Ｎｏ．２７
のウエハについてはＴＭＡＨ水溶液を供給し続けた。

【００４４】

【表３】 図９は、表３に示した測定結果をグラフで示したもの
で、横軸はシート抵抗を示し、縦軸はエッチング速度又
はウエハ面内のエッチング速度均一性を示す。表３及び
図９によれば、エッチング速度がシート抵抗（リンのド
ープ量）に依存することがわかる。

【００４５】次の表４は、Ｎｏ．３１〜３４のサンプル
ウエハのポリシリコン層についてエッチング処理前のシ
リコン酸化膜エッチング量を異ならせてエッチング速度
とウエハ面内のエッチング速度均一性とを測定した結果
を示すものである。この場合、ポリシリコン層はノンド
ープのポリシリコン層とした。また、ＴＭＡＨ水溶液の
供給時において、スピン回転数は３０［ｒｐｍ］、供給
時間は３［秒］とし、エッチング中はＮｏ．３１，３２
のウエハについてはＴＭＡＨ水溶液の供給を供給し続
け、Ｎｏ．３３，３４のウエハについてはＴＭＡＨ水溶
液の供給を停止した。

【００４６】

【表４】 図１０は、表４に示した測定結果をグラフで示したもの
で、横軸はシリコン酸化膜エッチング量を示し、縦軸は
エッチング速度又はウエハ面内のエッチング速度均一性
を示す。表４及び図１０によれば、フッ酸によるシリコ
ン酸化膜の除去量が少ない領域Ｒでは、ポリシリコンが
エッチングされないか又はエッチング速度が低いことが
わかる。

【００４７】次の表５は、Ｎｏ．４１〜４３のサンプル
ウエハのポリシリコン層についてエッチング時間を異な
らせてエッチング速度及びウエハ面内のエッチング速度
均一性を測定した結果を示すものである。この場合、ポ
リシリコン層は、ノンドープのポリシリコン層とした。
また、ＴＭＡＨ水溶液の供給時において、スピン回転数
はゼロ（ウエハは非回転・静止状態）、供給時間は５
［秒］とし、エッチング中はＴＭＡＨ水溶液の供給を停
止した。

【００４８】

【表５】 Ｎｏ．４３のウエハについては、１４０［秒］のエッチ
ング処理を３回繰返すことで１８５７［Å］のエッチン
グ量を得た。図１１は、表５に示した測定結果をグラフ
で示したもので、横軸はエッチング時間を示し、縦軸は
エッチング速度又はウエハ面内のエッチング速度均一性
を示す。

【００４９】表５及び図１１によれば、エッチング量が
エッチング時間にほぼ比例しているのがわかる。従っ
て、低速回転中のエッチング時間を適宜設定することで
所望のエッチング量を精度よく制御可能である。また、
エッチング量が少ないエッチング処理を複数回繰返すこ
とで、均一性を悪化させることなくエッチング量を増大
させることができ、厚いシリコン残渣を均一性よく除去
可能となる。

【００５０】この発明は、上記した実施形態に限定され
るものではなく、種々の改変形態で実施可能なものであ
る。例えば、次のような変更が可能である。

【００５１】（１）シリコン除去液としては、ＴＭＡＨ
を含むものに限らず、塩化コリン［（ＣＨ_３）_３ＮＣ_２
Ｈ_４Ｃｌ］を含むもの（例えば塩化コリン水溶液）等を
用いてもよい。

【００５２】（２）ポリシリコンのエッチング速度は、
図９に示したようにポリシリコンのシート抵抗（不純物
濃度）に依存する他、ＴＭＡＨ又は塩化コリン等の濃度
やシリコン除去液の温度等にも依存する。従って、これ
らの依存性を考慮してエッチング時間を設定するとよ
い。

【００５３】（３）この発明は、ポリシリコンの残渣に
限らず、単結晶シリコン又はアモルファスシリコンの残
渣を除去する場合にも適用することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、枚葉
式スピナのウエハチャックで被処理ウエハを平面的に保
持した状態で被処理ウエハの上面にシリコン除去液を供
給した後（又は供給しつつ）被処理ウエハをスピン回転
させてシリコン残渣をエッチング除去するようにしたの
で、均一性よくシリコン残渣を除去可能となり、ポリシ
リコンゲートが存在してもゲート寸法のばらつきを抑制
可能となる効果が得られる。

【００５５】また、シリコン除去液を供給した後シリコ
ン除去液が被処理ウエハの上面に沿って循環するように
低速で被処理ウエハをスピン回転させる場合には、シリ
コン除去液の液量減少を抑制でき、シリコン除去液の使
用量が少なくて済む効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係るシリコン残渣除
去方法を示すフローチャートである。

【図２】 シリコン除去液供給工程を示すスピナ断面図
である。

【図３】 ポリシリコンエッチング工程を示すスピナ断
面図である。

【図４】 図２の工程におけるウエハの一部を示す断面
図である。

【図５】 図３の工程におけるウエハの一部を示す断面
図である。

【図６】 サンプルウエハ上のエッチング量測定点を示
す平面図である。

【図７】 種々のスピン回転数に対するポリシリコンの
エッチング速度及びウエハ面内のエッチング速度均一性
の変化を示すグラフである。

【図８】 図７より広い範囲のスピン回転数に対するポ
リシリコンのエッチング速度及びウエハ面内のエッチン
グ速度均一性の変化を示すグラフである。

【図９】 ポリシリコンに関して種々のシート抵抗に対
するエッチング速度及びウエハ面内のエッチング速度均
一性の変化を示すグラフである。

【図１０】 種々のシリコン酸化膜エッチング量に対す
るポリシリコンのエッチング速度及びウエハ面内のエッ
チング速度均一性の変化を示すグラフである。

【図１１】 ポリシリコンに関してエッチング時間とエ
ッチング量及びウエハ面内のエッチング速度均一性との
関係を示すグラフである。

【図１２】 従来のドライエッチング装置の一例を示す
断面図である。

【図１３】 従来のウエットエッチング処理の一例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１０：カップ、１２：ウエハチャック、１４：ウエハ、
１６：薬液ノズル、１８：シリコン除去液、２０：シリ
コン酸化膜、２２：ポリシリコン層、２４：凹部、２
６：ポリシリコン残渣。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリコン残渣を除去すべき面が上になるよ
   うにして被処理ウエハを枚葉式スピナのウエハチャック
   で平面的に保持するステップと、 前記被処理ウエハの上面にシリコン除去液を供給して表
   面張力で保持させるステップと、 前記シリコン除去液を前記被処理ウエハの上面に沿って
   循環させるように前記ウエハチャックにより前記処理ウ
   エハをスピン回転させるステップとを含むシリコン残渣
   除去方法。
2. 【請求項２】 前記シリコン除去液は、テトラ・メチル
   ・アンモニウム・ハイドロオキサイド又は塩化コリンを
   含むものである請求項１記載のシリコン残渣除去方法。
3. 【請求項３】 前記被処理ウエハの上面に前記シリコン
   除去液を供給する前に前記シリコン残渣の表面を覆うシ
   リコン酸化膜を除去するステップを更に含む請求項２記
   載のシリコン残渣除去方法。
4. 【請求項４】 前記被処理ウエハをスピン回転させるス
   テップでは、スピン回転数を２０〜４０［ｒｐｍ］の範
   囲内に設定する請求項２又は３記載のシリコン残渣除去
   方法。
5. 【請求項５】 前記被処理ウエハの上面に前記シリコン
   除去液を供給するステップと、前記被処理ウエハをスピ
   ン回転させるステップとを含むシリコン残渣除去処理を
   複数回行なう請求項１記載のシリコン残渣除去方法。
6. 【請求項６】シリコン残渣を除去すべき面が上になるよ
   うにして被処理ウエハを枚葉式スピナのウエハチャック
   で平面的に保持するステップと、 前記被処理ウエハの上面にシリコン除去液を供給しつつ
   前記ウエハチャックにより前記被処理ウエハをスピン回
   転させるステップとを含むシリコン残渣除去方法。
7. 【請求項７】 前記シリコン除去液は、テトラ・メチル
   ・アンモニウム・ハイドロオキサイド又は塩化コリンを
   含むものである請求項６記載のシリコン残渣除去方法。
8. 【請求項８】 前記被処理ウエハの上面に前記シリコン
   除去液を供給する前に前記シリコン残渣の表面を覆うシ
   リコン酸化膜を除去するステップを更に含む請求項７記
   載のシリコン残渣除去方法。