JP2003183652A - エッチング剤 - Google Patents
エッチング剤Info
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- JP2003183652A JP2003183652A JP2001386195A JP2001386195A JP2003183652A JP 2003183652 A JP2003183652 A JP 2003183652A JP 2001386195 A JP2001386195 A JP 2001386195A JP 2001386195 A JP2001386195 A JP 2001386195A JP 2003183652 A JP2003183652 A JP 2003183652A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコンゲルマニウムをウェットエッチング
処理する際にレジスト膜に対する影響が少なく、下地シ
リコン酸化膜に対して十分なエッチング選択比を有し、
キャップＳｉ膜とＳｉＧｅ膜の一括エッチングが可能な
エッチング剤を提供することにある。 【解決手段】 一般式（ＸｍＯｎ）−Ｙ （ＸはＢｒま
たはＩ、ｍは１または２、ｎは１、３、４、６または
９、Ｙは１、４または５）で表されるオキソ酸イオンと
フッ化水素酸を含む水溶液からなる、シリコンゲルマニ
ウムのエッチング剤。
処理する際にレジスト膜に対する影響が少なく、下地シ
リコン酸化膜に対して十分なエッチング選択比を有し、
キャップＳｉ膜とＳｉＧｅ膜の一括エッチングが可能な
エッチング剤を提供することにある。 【解決手段】 一般式（ＸｍＯｎ）−Ｙ （ＸはＢｒま
たはＩ、ｍは１または２、ｎは１、３、４、６または
９、Ｙは１、４または５）で表されるオキソ酸イオンと
フッ化水素酸を含む水溶液からなる、シリコンゲルマニ
ウムのエッチング剤。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンゲルマニウ
ムをウェットエッチング処理する際に好適なエッチング
剤に関するものである。
ムをウェットエッチング処理する際に好適なエッチング
剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコンゲルマニウム（以下Ｓｉ
Ｇｅと記述）をウェットエッチング処理するエッチング
剤として、例えばフッ化水素酸／硝酸系（以下、ＨＦ／
ＨＮＯ 3系と記述）、フッ化水素酸／過酸化水素系（以
下、ＨＦ／Ｈ2Ｏ2系と記述）、過酸化水素／アンモニア
系、水酸化カリウム／重クロム酸カリウム系、等が知ら
れており、これらはＳｉＧｅのエッチング剤として一部
においては好適に用いられている。
Ｇｅと記述）をウェットエッチング処理するエッチング
剤として、例えばフッ化水素酸／硝酸系（以下、ＨＦ／
ＨＮＯ 3系と記述）、フッ化水素酸／過酸化水素系（以
下、ＨＦ／Ｈ2Ｏ2系と記述）、過酸化水素／アンモニア
系、水酸化カリウム／重クロム酸カリウム系、等が知ら
れており、これらはＳｉＧｅのエッチング剤として一部
においては好適に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パター
ニングの目的で一般に用いられるフォトレジスト材料
は、これらのエッチング剤に対する耐性が悪いためレジ
スト膜の剥がれが生じ易く、微細加工ができないという
問題があった。またＳｉＧｅの下地膜、あるいは上面に
積層される膜との組合せにおいて、その使用は制限され
ていた。例えば、下地がシリコン酸化膜でその上のＳｉ
Ｇｅ膜をエッチングする場合は、シリコン酸化膜との良
好なエッチング選択比が得られない。また、ＳｉＧｅ膜
の上に積層するＳｉ膜（以下、キャップＳｉ膜と記述）
と共にエッチングしたいというニ−ズがあるが、この場
合には、キャップＳｉ膜が全くエッチングされなかった
り、ＳｉＧｅ膜とのエッチングレ−トが極端に違ってい
たり、キャップＳｉ膜をエッチングする際エッチング時
間とエッチング量のリニアリティ−が全く取れず、エッ
チング再現性が得られなかった。表１にＳｉＧｅ用既存
エッチング剤の液組成及び問題点を示す。
ニングの目的で一般に用いられるフォトレジスト材料
は、これらのエッチング剤に対する耐性が悪いためレジ
スト膜の剥がれが生じ易く、微細加工ができないという
問題があった。またＳｉＧｅの下地膜、あるいは上面に
積層される膜との組合せにおいて、その使用は制限され
ていた。例えば、下地がシリコン酸化膜でその上のＳｉ
Ｇｅ膜をエッチングする場合は、シリコン酸化膜との良
好なエッチング選択比が得られない。また、ＳｉＧｅ膜
の上に積層するＳｉ膜（以下、キャップＳｉ膜と記述）
と共にエッチングしたいというニ−ズがあるが、この場
合には、キャップＳｉ膜が全くエッチングされなかった
り、ＳｉＧｅ膜とのエッチングレ−トが極端に違ってい
たり、キャップＳｉ膜をエッチングする際エッチング時
間とエッチング量のリニアリティ−が全く取れず、エッ
チング再現性が得られなかった。表１にＳｉＧｅ用既存
エッチング剤の液組成及び問題点を示す。
【０００４】
【表１】
【０００５】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、レジスト膜に対する影響が少なく、下地シリコン酸
化膜に対して十分なエッチング選択比を有し、キャップ
Ｓｉ膜とＳｉＧｅ膜の一括エッチングが可能なエッチン
グ剤を提供することを目的とする。
で、レジスト膜に対する影響が少なく、下地シリコン酸
化膜に対して十分なエッチング選択比を有し、キャップ
Ｓｉ膜とＳｉＧｅ膜の一括エッチングが可能なエッチン
グ剤を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題の少な
くとも１つを解決するもので、一般式（ＸｍＯｎ）−Ｙ
（ＸはＢｒまたはＩ、ｍは１または２、ｎは１、３、
４、６または９、Ｙは１、４または５）で表されるオキ
ソ酸イオンとフッ化水素酸を含む水溶液からなるＳｉＧ
ｅのエッチング剤である。オキソ酸イオンは、オキソ酸
またはオキソ酸塩を水に溶解して得られるもので、例え
ばＩＯ3 -、ＩＯ4 -、ＩＯ6 -5、Ｉ2Ｏ9 -4、ＢｒＯ3 -、Ｂ
ｒＯ4 -、およびＢｒＯ-等が挙げられる。オキソ酸また
はオキソ酸塩化合物の具体例としては、ヨウ素酸（ＨＩ
Ｏ3）、過ヨウ素酸（ＨＩＯ4）、ヨウ素酸カリウム（Ｋ
ＩＯ3）、臭素酸カリウム（ＫＢｒＯ3）、過ヨウ素酸ア
ンモニウム（ＮＨ4ＩＯ4）、次亜臭素酸（ＨＢｒＯ）な
どが挙げられる。
くとも１つを解決するもので、一般式（ＸｍＯｎ）−Ｙ
（ＸはＢｒまたはＩ、ｍは１または２、ｎは１、３、
４、６または９、Ｙは１、４または５）で表されるオキ
ソ酸イオンとフッ化水素酸を含む水溶液からなるＳｉＧ
ｅのエッチング剤である。オキソ酸イオンは、オキソ酸
またはオキソ酸塩を水に溶解して得られるもので、例え
ばＩＯ3 -、ＩＯ4 -、ＩＯ6 -5、Ｉ2Ｏ9 -4、ＢｒＯ3 -、Ｂ
ｒＯ4 -、およびＢｒＯ-等が挙げられる。オキソ酸また
はオキソ酸塩化合物の具体例としては、ヨウ素酸（ＨＩ
Ｏ3）、過ヨウ素酸（ＨＩＯ4）、ヨウ素酸カリウム（Ｋ
ＩＯ3）、臭素酸カリウム（ＫＢｒＯ3）、過ヨウ素酸ア
ンモニウム（ＮＨ4ＩＯ4）、次亜臭素酸（ＨＢｒＯ）な
どが挙げられる。
【０００７】特にエッチング剤中のオキソ酸イオンとし
てヨウ素酸イオンのモル濃度が０．０４ｍｏｌ／ｌ以上
であれば、ＳｉＧｅのエッチングレ−トの変動が少な
く、良好である。更に、０．０４〜０．２ｍｏｌ／ｌの
範囲であればエッチングレ−トの濃度依存性も小さく安
定性に効果があり好ましい。
てヨウ素酸イオンのモル濃度が０．０４ｍｏｌ／ｌ以上
であれば、ＳｉＧｅのエッチングレ−トの変動が少な
く、良好である。更に、０．０４〜０．２ｍｏｌ／ｌの
範囲であればエッチングレ−トの濃度依存性も小さく安
定性に効果があり好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、既存エッチング剤との対比
を基に、本発明を詳しく説明する。本発明のエッチング
剤は、一般式（ＸｍＯｎ）−Ｙ （ＸはＢｒまたはＩ、
ｍは１または２、ｎは１、３、４、６または９、Ｙは
１、４または５）で表されるオキソ酸イオンとフッ化水
素酸を含む水溶液からなるものであり、オキソ酸イオン
としてヨウ素酸イオンが好ましい。図１に、フッ化水素
酸濃度を一定とした時のヨウ素酸濃度とＳｉＧｅエッチ
ングレ−トの相関を示す。
を基に、本発明を詳しく説明する。本発明のエッチング
剤は、一般式（ＸｍＯｎ）−Ｙ （ＸはＢｒまたはＩ、
ｍは１または２、ｎは１、３、４、６または９、Ｙは
１、４または５）で表されるオキソ酸イオンとフッ化水
素酸を含む水溶液からなるものであり、オキソ酸イオン
としてヨウ素酸イオンが好ましい。図１に、フッ化水素
酸濃度を一定とした時のヨウ素酸濃度とＳｉＧｅエッチ
ングレ−トの相関を示す。
【０００９】本発明のエッチング剤として、エッチング
剤中のオキソ酸の種類をそれぞれヨウ素酸（ＨＩ
Ｏ3）、ヨウ素酸カリウム（ＫＩＯ3）、および臭素酸カ
リウム（ＫＢｒＯ3）としたエッチング剤を用いてＳｉ
Ｇｅをエッチングしたときの、エッチング剤中のオキソ
酸イオンのモル濃度と、エッチングレ−トとの関係を示
したグラフが図２である。この図に示されるように、オ
キソ酸イオンがヨウ素酸イオンではモル濃度の小さい領
域でも高いエッチングレ−トが得られ、０．０１ｍｏｌ
／ｌ以上でＳｉＧｅを好ましくエッチングできることが
認められ、臭素酸カリウム（ＫＢｒＯ3）では０．０８
ｍｏｌ／ｌ以上が好ましいことが認められる。
剤中のオキソ酸の種類をそれぞれヨウ素酸（ＨＩ
Ｏ3）、ヨウ素酸カリウム（ＫＩＯ3）、および臭素酸カ
リウム（ＫＢｒＯ3）としたエッチング剤を用いてＳｉ
Ｇｅをエッチングしたときの、エッチング剤中のオキソ
酸イオンのモル濃度と、エッチングレ−トとの関係を示
したグラフが図２である。この図に示されるように、オ
キソ酸イオンがヨウ素酸イオンではモル濃度の小さい領
域でも高いエッチングレ−トが得られ、０．０１ｍｏｌ
／ｌ以上でＳｉＧｅを好ましくエッチングできることが
認められ、臭素酸カリウム（ＫＢｒＯ3）では０．０８
ｍｏｌ／ｌ以上が好ましいことが認められる。
【００１０】図３は、本発明のエッチング剤と既存エッ
チング液であるＨＮＯ3／ＨＦ系エッチング液およびＨ2
Ｏ2／ＨＦ系エッチング剤との液安定性を示したグラフ
である。Ｈ2Ｏ2／ＨＦ系エッチング剤においてエッチン
グレ−トの変化が大きく、エッチングレ−トも低い事が
認められる。
チング液であるＨＮＯ3／ＨＦ系エッチング液およびＨ2
Ｏ2／ＨＦ系エッチング剤との液安定性を示したグラフ
である。Ｈ2Ｏ2／ＨＦ系エッチング剤においてエッチン
グレ−トの変化が大きく、エッチングレ−トも低い事が
認められる。
【００１１】図４は、本発明のエッチング剤と既存エッ
チング液であるＨＮＯ3／ＨＦ系エッチング剤によるキ
ャップＳｉ膜及びＳｉＧｅ積層膜のエッチング時間との
関係を示したグラフである。ＨＮＯ3／ＨＦ系エッチン
グ剤においてエッチング時間に対するエッチング量の直
線性が無くエッチング制御が困難な事がわかる。
チング液であるＨＮＯ3／ＨＦ系エッチング剤によるキ
ャップＳｉ膜及びＳｉＧｅ積層膜のエッチング時間との
関係を示したグラフである。ＨＮＯ3／ＨＦ系エッチン
グ剤においてエッチング時間に対するエッチング量の直
線性が無くエッチング制御が困難な事がわかる。
【００１２】図５は、本発明のエッチング剤によるＳｉ
Ｇｅ膜とシリコン酸化膜とのエッチングレ−トの比較を
示したグラフである。エッチングレ−トの差が２０倍以
上あり、エッチング選択比が充分得られている事が認め
られる。
Ｇｅ膜とシリコン酸化膜とのエッチングレ−トの比較を
示したグラフである。エッチングレ−トの差が２０倍以
上あり、エッチング選択比が充分得られている事が認め
られる。
【００１３】本発明のエッチング剤においてはＳｉ膜と
ＳｉＧｅ膜の積層膜の一括エッチングが出来る。図６
は、本発明のエッチング剤によりキャップＳｉ膜及びＳ
ｉＧｅ積層膜をウェット一括加工した時の積層膜の出来
上り線幅推移を示したグラフである。膜構成は、シリコ
ン酸化膜上にＳｉＧｅ膜５００Å及びキャップＳｉ膜３
００Å積層してある。ポジ型フォトレジストを用いて、
線幅及び線間隔が共に２μｍのフォトリソグラフィ−を
行い、ウェット加工及び有機系レジスト剥離液でレジス
ト剥離後、走査型電子顕微鏡にて出来上りの線幅測定を
行った。エッチング量１００％がジャストエッチングで
ある。２０％オ−バ−エッチングをかけてもサイドエッ
チ量が０．２μｍ以下に抑えられている事が分かる。レ
ジストがエッチング剤に対して極めて安定であるため、
レジスト膜の密着性の低下、或いは剥離などに起因する
サイドエッチが抑制され、微細加工が可能である事が認
められる。尚、既存エッチング剤である硝酸／フッ化水
素酸系エッチング剤ではサイドエッチ量が大きすぎて
２．５μｍの線幅加工は出来ない。
ＳｉＧｅ膜の積層膜の一括エッチングが出来る。図６
は、本発明のエッチング剤によりキャップＳｉ膜及びＳ
ｉＧｅ積層膜をウェット一括加工した時の積層膜の出来
上り線幅推移を示したグラフである。膜構成は、シリコ
ン酸化膜上にＳｉＧｅ膜５００Å及びキャップＳｉ膜３
００Å積層してある。ポジ型フォトレジストを用いて、
線幅及び線間隔が共に２μｍのフォトリソグラフィ−を
行い、ウェット加工及び有機系レジスト剥離液でレジス
ト剥離後、走査型電子顕微鏡にて出来上りの線幅測定を
行った。エッチング量１００％がジャストエッチングで
ある。２０％オ−バ−エッチングをかけてもサイドエッ
チ量が０．２μｍ以下に抑えられている事が分かる。レ
ジストがエッチング剤に対して極めて安定であるため、
レジスト膜の密着性の低下、或いは剥離などに起因する
サイドエッチが抑制され、微細加工が可能である事が認
められる。尚、既存エッチング剤である硝酸／フッ化水
素酸系エッチング剤ではサイドエッチ量が大きすぎて
２．５μｍの線幅加工は出来ない。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればレ
ジスト膜に対する影響が少ないエッチング剤が得られ
る。このエッチング剤はシリコンゲルマニウムのエッチ
ング剤として有効であり、シリコン酸化膜に対する良好
なエッチング選択性が得られる。また、特にオキソ酸と
してヨウ素酸を用いたエッチング剤はシリコン酸化膜上
のＳｉＧｅ膜及びキャップＳｉ膜の積層膜の一括エッチ
ング剤として良好であり、微細加工が可能である。
ジスト膜に対する影響が少ないエッチング剤が得られ
る。このエッチング剤はシリコンゲルマニウムのエッチ
ング剤として有効であり、シリコン酸化膜に対する良好
なエッチング選択性が得られる。また、特にオキソ酸と
してヨウ素酸を用いたエッチング剤はシリコン酸化膜上
のＳｉＧｅ膜及びキャップＳｉ膜の積層膜の一括エッチ
ング剤として良好であり、微細加工が可能である。
【図１】本発明に係るエッチング剤中のオキソ酸イオン
濃度とシリコンゲルマニウムのエッチングレ−トとの関
係を示すグラフである。
濃度とシリコンゲルマニウムのエッチングレ−トとの関
係を示すグラフである。
【図２】本発明に係るエッチング剤中のオキソ酸イオン
濃度とシリコンゲルマニウムのエッチングレ−トとの関
係を示すグラフである。
濃度とシリコンゲルマニウムのエッチングレ−トとの関
係を示すグラフである。
【図３】本発明に係るエッチング剤と既存エッチング液
の液安定性を示すグラフである。
の液安定性を示すグラフである。
【図４】本発明に係るエッチング剤と既存エッチング液
のエッチング時間依存性を示すグラフである。
のエッチング時間依存性を示すグラフである。
【図５】本発明に係るエッチング剤におけるシリコン酸
化膜とシリコンゲルマニウムとのエッチング選択比の関
係を示すグラフである。
化膜とシリコンゲルマニウムとのエッチング選択比の関
係を示すグラフである。
【図６】本発明に係るエッチング剤におけるシリコンゲ
ルマニウム及びキャップＳｉ積層膜のウェット加工によ
る出来上り線幅を示すグラフである。
ルマニウム及びキャップＳｉ積層膜のウェット加工によ
る出来上り線幅を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項１】 一般式（ＸｍＯｎ）−Ｙ （ＸはＢｒま
たはＩ、ｍは１または２、ｎは１、３、４、６または
９、Ｙは１、４または５）で表されるオキソ酸イオンと
フッ化水素酸を含む水溶液からなるシリコンゲルマニウ
ムのエッチング剤。 - 【請求項２】 前記オキソ酸イオンの濃度が０．０１ｍ
ｏｌ／ｌ以上で飽和濃度までの範囲内にある請求項１記
載のシリコンゲルマニウムのエッチング剤。 - 【請求項３】 前記オキソ酸イオンの濃度が０．０４ｍ
ｏｌ／ｌ〜０．２ｍｏｌ／ｌの範囲内である請求項１記
載のシリコンゲルマニウムのエッチング剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001386195A JP2003183652A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | エッチング剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001386195A JP2003183652A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | エッチング剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003183652A true JP2003183652A (ja) | 2003-07-03 |
Family
ID=27595411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001386195A Withdrawn JP2003183652A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | エッチング剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003183652A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7176041B2 (en) | 2003-07-01 | 2007-02-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | PAA-based etchant, methods of using same, and resultant structures |
| WO2008041461A1 (fr) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Tsurumi Soda Co., Ltd. | Liquide de gravure pour polymère conducteur et procédé de formation de motif sur un polymère conducteur |
| KR20170034036A (ko) * | 2015-09-18 | 2017-03-28 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 식각 조성물 |
| US20180197746A1 (en) * | 2015-07-09 | 2018-07-12 | Entegris, Inc. | Formulations to selectively etch silicon germanium relative to germanium |
| KR20180110495A (ko) * | 2017-03-29 | 2018-10-10 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물 |
| JP2020107724A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 東京応化工業株式会社 | エッチング液、及び半導体素子の製造方法 |
| JP2020536377A (ja) * | 2017-09-29 | 2020-12-10 | バーサム マテリアルズ ユーエス，リミティド ライアビリティ カンパニー | 半導体装置の製造においてケイ素−ゲルマニウム／ケイ素積層体からケイ素およびケイ素−ゲルマニウム合金を同時に除去するためのエッチング溶液 |
| KR102693377B1 (ko) * | 2023-07-28 | 2024-08-09 | 한양대학교 산학협력단 | 무취의 실리콘 게르마늄 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 |
-
2001
- 2001-12-19 JP JP2001386195A patent/JP2003183652A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7176041B2 (en) | 2003-07-01 | 2007-02-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | PAA-based etchant, methods of using same, and resultant structures |
| US7709277B2 (en) | 2003-07-01 | 2010-05-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | PAA-based etchant, methods of using same, and resultant structures |
| WO2008041461A1 (fr) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Tsurumi Soda Co., Ltd. | Liquide de gravure pour polymère conducteur et procédé de formation de motif sur un polymère conducteur |
| CN101523517B (zh) * | 2006-09-29 | 2013-07-10 | 鹤见曹达株式会社 | 导电性高分子用蚀刻液、及将导电性高分子图案化的方法 |
| US10957547B2 (en) * | 2015-07-09 | 2021-03-23 | Entegris, Inc. | Formulations to selectively etch silicon germanium relative to germanium |
| US20180197746A1 (en) * | 2015-07-09 | 2018-07-12 | Entegris, Inc. | Formulations to selectively etch silicon germanium relative to germanium |
| KR20170034036A (ko) * | 2015-09-18 | 2017-03-28 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 식각 조성물 |
| KR102457249B1 (ko) | 2015-09-18 | 2022-10-21 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 식각 조성물 |
| KR20180110495A (ko) * | 2017-03-29 | 2018-10-10 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물 |
| KR102372879B1 (ko) | 2017-03-29 | 2022-03-11 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물 |
| JP2020536377A (ja) * | 2017-09-29 | 2020-12-10 | バーサム マテリアルズ ユーエス，リミティド ライアビリティ カンパニー | 半導体装置の製造においてケイ素−ゲルマニウム／ケイ素積層体からケイ素およびケイ素−ゲルマニウム合金を同時に除去するためのエッチング溶液 |
| JP2020107724A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 東京応化工業株式会社 | エッチング液、及び半導体素子の製造方法 |
| KR102693377B1 (ko) * | 2023-07-28 | 2024-08-09 | 한양대학교 산학협력단 | 무취의 실리콘 게르마늄 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 |
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