JP3485421B2 - Method for etching silicon nitride film - Google Patents

Method for etching silicon nitride film

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JP3485421B2
JP3485421B2 JP21478296A JP21478296A JP3485421B2 JP 3485421 B2 JP3485421 B2 JP 3485421B2 JP 21478296 A JP21478296 A JP 21478296A JP 21478296 A JP21478296 A JP 21478296A JP 3485421 B2 JP3485421 B2 JP 3485421B2
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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、エッチング方
法、特にシリコン窒化膜のウェットエッチング方法に
する。 【0002】 【従来の技術】一般に、半導体の素子分離にはLOCO
S工程が使用されており、この工程について図6を参照
して簡単に説明する。なお、図中で断面を表すハッチン
グ(斜線)は説明を分かりやすくするため一部省略して
ある。まず、例えばSi基板41上にSiO2 膜43を
形成し、さらにその上に耐酸化性膜であるシリコン窒化
膜(Si34 膜とも称する。)45を堆積する(図6
(A))。次に素子分離領域47に対応する領域のSi
34 膜45とSiO2 膜43を取り除く(図6
(B))。次にシリコン窒化膜45で覆われていない素
子分離領域47に対応するSi基板41を選択的に厚く
酸化し、素子分離領域47を形成する図6(C)に示す
ような構造体を得る。素子分離領域47形成後、このS
34 膜45で覆われている領域はトランジスタ形成
領域49となるため、シリコン窒化膜(Si34 膜)
45を除去(エッチング)する(図6(D))。一般に
そのエッチング方法として、例えばSF6 系のガスを用
いたドライエッチングや、文献1:「熱燐酸によるシリ
コン窒化膜エッチングのメカニズム、第11回超LSI
ウルトラクリーンテクノロジーワークショップ、pp9
7−107(1991)」に開示されているような高温
のリン酸溶液によるウェットエッチングが用いられてき
た。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のドライ
エッチングでは、シリコン窒化膜と下地(一般的にSi
基板またはSiO2 膜)とのエッチング選択比が小さ
く、過剰エッチングにより下地にダメージを与えてしま
うおそれが生じる。また、熱リン酸によるウェットエッ
チングではエッチング中に生じるリン酸ミストによる環
境汚染を防止するために、雰囲気を遮断する手段が必要
となる。さらにリン酸を使用する工程は通常ウェハを治
具(キャリア等)に入れ、処理しているが、リン酸とS
iとの比重の値が接近しているためにリン酸液中でSi
ウェハが浮き上がり、そのためキャリア内でウェハの位
置が変わり、搬送トラブルを起こすおそれがあった。 【0004】したがってウェハからシリコン窒化膜(S
34 膜)を除去するにあたって、下地とのエッチン
グ選択比が大きく、ウェットエッチングにおいては熱リ
ン酸を用いたときと同じ程度のエッチングレートでの処
理が可能で、かつ容易にしかも正確にウェハからSi3
4 が取り除かれるようなエッチング方法および装置が
望まれていた。 【0005】 【課題を解決するための手段】そこで、この出願にかか
る発明者は、文献1の、エッチングレートは熱リン酸よ
りも小さいが、純水によってシリコン窒化膜のエッチン
グを行うことが可能であるという記載に着目し、種々の
研究および実験を行ったところ、純水を密閉槽内に閉じ
込めて、雰囲気圧を適当に調整してやれば、純水の温度
を、従来のエッチングレ−トである30Å(3nm)/mi
n 程度を中心としたある範囲のエッチングレートにする
ことができる温度にすることが可能であることを発見し
た。 【0006】したがって、この発明のウェットエッチン
グ方法によれば、半導体ウェハ表面上にシリコン窒化膜
が設けられた構造体を密閉したエッチング槽内の純水中
に浸漬させて、該純水を130−170℃の温度範囲内
の温度に加熱して、シリコン窒化膜をウェットエッチン
グし、シリコン窒化膜のエッチングが終了した後、同じ
エッチング槽内で連続してウェハを高温水蒸気中で乾燥
させることを特徴とする。純水温度が130℃以上にお
いて、好ましいエッチングレートでエッチング処理を行
うことが可能となり、またエッチング装置の耐圧限界内
でエッチング処理を行うためには、170℃以下で処理
することが好ましい。したがって130−170℃の高
温純水中において、従来の熱リン酸によるエッチングレ
ートである30Å(3nm)/min 程度でエッチング処理
を行うことができる。また、純水は下地となるSi基板
やSiO2 膜をほとんどエッチングしないためエッチン
グ選択比が向上する。またウェハは純水中で浮き上がら
ないため、シリコン窒化膜を正確にエッチング除去で
き、搬送トラブルを起こすおそれはなくなる。さらに、
純水のみでエッチングを行っているため、環境汚染を心
配する必要もない。加えて、エッチングおよび乾燥工程
を同一装置内で連続処理することができ、また乾燥装置
が不要となり工程を簡略化することができる。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの発明の実
施の形態について説明する。なお、各図は発明が理解で
きる程度に概略的に示しているにすぎない。また以下の
説明中で挙げる特定の材料および条件は好適例に過ぎ
ず、したがってこの発明はなんらこれらに限定されるも
のではない。 【0008】また、この明細書中で記載している純水と
は、通常半導体素子製造プロセスで使用される超純水を
指しているものとする。 【0009】<第1の参考例> 通常、半導体ウェハ表面上に形成されているシリコン窒
化膜(Si34 膜)を除去するにあたって用いられて
いる熱リン酸によるウェットエッチングプロセスは15
0℃以上の高温で行われており、そのエッチングレート
は30Å(3nm)/min (Å/min は1分間あたりにエ
ッチングされる膜厚を表す。)以上である。そこで、純
水でSi34 膜のエッチングを行うためには、まず、
純水の温度とエッチングレートとの関係を知る必要があ
る。上述した文献1に記載されている純水によるSi3
4 膜エッチングにおけるエッチングレートの純水温度
依存性に基づいて、100℃以上の温度につき実測デー
タの外挿値を示したのが図2の特性図である。この図2
において横軸は温度(1000/T)をとり、縦軸にエ
ッチングレート(Å/min )をとってSi34 膜エッ
チングレートの純水温度依存性を示してある。この図2
によれば、純水によるSi34 膜エッチングレートを
30Å(3nm)/min 以上にするためには、温度を16
0℃程度以上にしなければならないことが理解できる。
さらに純水の温度を160℃程度以上にするためには、
沸点を上げる必要がある。 【0010】そこで純水の沸点と外気圧(雰囲気圧力)
との関係を実験により調べたところ、図3で示すような
結果を得た。図3は、横軸に雰囲気圧(外気圧)(hP
a)をとり、縦軸に純水の沸点(℃)をとって純水の沸
点の外気圧依存性を表している。これによると160℃
程度以上にまで純水の温度を上げるためには外気圧を約
5900hPa程度以上にすれば良いことが理解でき
る。実際にエッチングに好適な温度範囲は130℃から
170℃程度で、最適値は160℃である。またこの温
度範囲に対応する雰囲気圧範囲は2600hPaから6
800hPaである。なお、この130℃から170℃
に対応するエッチングレートは図2からおおよそ8Å
(0.8nm)/min から100Å(10nm)/min とな
る。このような温度範囲、雰囲気圧範囲およびエッチン
グレート範囲は互いに相関関係にあり、そしてこれらの
範囲内としたのは、エッチング処理時間を短くして装置
のエッチング処理能力を高めること、および雰囲気圧力
を装置の耐圧限度内におさめることを考慮したためであ
る。 【0011】また純水によるSi34 膜エッチングレ
ートは純水の温度のみに依存している。 【0012】次に図1を参照して、第1の参考例のエッ
チング装置およびエッチング工程について説明する。 【0013】この発明で使用されているエッチング装置
は、エッチング処理を行うエッチング槽11と、このエ
ッチング槽11の上部に設けられていて、エッチング溶
液としての純水をこの槽11内に導入する水管13と、
水管13からの水量を制御するために水管13に取りつ
けられた水バルブ15と、上記エッチング槽11の上部
に設けられてあって、この槽11内に不活性ガスを導入
するガス管17と、ガス管17からのガスの量を制御す
るためにガス管17に取りつけられたガスバルブ19
と、純水を加熱するために上記エッチング槽11内に取
りつけられたヒータ21とを含んだ構成となっている。 【0014】次にエッチング処理につき説明する。シリ
コン(Si)のウェハの表面に酸化膜(SiO2 )が形
成されていて、このSiO2 膜上にSi34 膜が形成
されている構造体23(例えば図6の(C)に示す構造
に相当する。)の当該Si34 膜をエッチング除去す
る例につき説明する。まず、水バルブ15を開き、水管
13を通してエッチング槽11内に純水25を導入す
る。このエッチング槽11の純水25中に前述の構造体
23を浸漬させる。次にエッチング槽11を密閉し、不
活性ガスとして例えばN2 ガス27をガスバルブ19を
開き、ガス管17を通して導入し、エッチング槽11内
の雰囲気圧力が5900hPa以上になったところでガ
スバルブ17を閉める。この時点でヒータ21に電気を
流して純水25を加熱する。純水の温度が昇温して10
0℃以上になるとSi34 膜のエッチングが開始す
る。この5900hPa程度(ここで程度としたのは加
熱により揮発した水蒸気によって少し雰囲気圧が増して
いることが考えられるため。)の雰囲気圧力の下では純
水25は160℃程度(沸点)まで昇温可能となり、ヒ
ータ21により加熱しながら、この沸点に維持しておけ
ばSi34 膜を30Å(3nm)/min 程度のエッチン
グレートで除去していくことができる。しかし、装置の
耐圧性を考慮するとあまり雰囲気圧力を高くすることが
できず、最大でも6800hPa程度が好適であり、し
たがって、純水温度も170℃程度が最大限度であると
思われる。 【0015】この結果、純水は下地(Si基板またはS
iO2 膜)に対するエッチングはほとんど行わないた
め、エッチング選択比が向上する。また、エッチング溶
液には純水のみを用いているため環境汚染の心配がな
い。さらにSiと純水とでは比重に差があるため、ウェ
ハは純水中で浮き上がることはない。また、純水による
エッチングも熱リン酸によるエッチングと同じ程度のエ
ッチングレートでエッチングを行うことができる。 【0016】<第2の参考例> 次に図4を参照して、第2の参考例について説明する。 【0017】エッチング装置は第1の参考例で既に説明
した構成から、ガス管17とガスバルブ19を取り除い
た構成になっている。 【0018】この例においては、第1の参考例で説明し
たものと同様の構造体23を純水25中に浸漬した後、
エッチング槽11を密閉しヒータ21によって純水25
を昇温していく。純水25が沸騰すると発生する水蒸気
によってエッチング槽11内の雰囲気圧が大きくなり、
それに伴い純水25の沸点も100℃を越える。エッチ
ング槽内の雰囲気圧が5900hPa以上になると純水
25はこの圧力に応じた160℃以上まで昇温可能にな
り、この160℃以上の温度を持続すれば、第1の参考
で説明したと同様に、Si34 膜を維持されている
温度に応じた30Å(3nm)/min 以上のエッチングレ
ートでエッチングすることができる。この場合でも、第
1の参考例の場合と同様な理由で、最大雰囲気圧力は6
800hPa程度とするのが良い。 【0019】<実施の形態> 次に図5を参照してエッチング終了後、連続して行うこ
とができるウェハの乾燥処理について説明する。 【0020】装置は第1および第2の参考例で説明した
エッチング装置に、排水用およびエッチング槽11の減
圧手段として排水管29と排水用バルブ31をエッチン
グ槽11の下部に新たに設けている。 【0021】エッチング終了後、ヒータ21を止めて排
水用バルブ31を開き排水管29より純水25を徐々に
排水すると、エッチング槽11内の雰囲気圧が下がり、
槽11内に残っている純水25は再び沸騰を開始する。
排水が完了するとエッチング槽11内には高温の水蒸気
が充満しており、この高温水蒸気を利用して、エッチン
グの終了したウェハを乾燥させることができる。 【0022】このように、エッチング終了後同じ装置内
で連続してウェハの乾燥工程まで終わらせることが可能
となり、乾燥装置を使用する時間およびコストが削減で
きる。なお、図5のガス管17およびガスバルブ19と
排水管29および排水用バルブ31を使用しなければ、
実質的に図4の装置と同等である。また図5において排
水管29および排水用バルブ31を使用しなければ、実
質的に図1の装置と同等である。 【0023】 【発明の効果】上述した説明から明らかなように、半導
体ウェハ表面上に形成されたSi34 膜を除去するに
あたり、温度範囲130−170℃の高温純水中でウェ
ットエッチングを行うと、SiやSiO2 からなる下地
に対して高温純水はほとんどエッチングしないことか
ら、Si34 膜のエッチング選択比が向上し、下地に
ダメージを与えることなくウェハ表面からSi34
を除去することができる。 【0024】また、純水とSiとでは比重に差があるた
め、ウェハは純水中で浮き上がることはなく、よって搬
送トラブルを起こすことはなくなる。 【0025】さらに純水のみによりエッチングを行って
いるため環境汚染を心配する必要もない。 【0026】また、エッチング装置のエッチング槽内を
密閉し、高圧雰囲気にするため純水の沸点は上昇し、そ
の結果熱リン酸によるウェットエッチングと同じ程度の
エッチングレートでエッチングを行うことが可能となっ
た。 【0027】また、エッチング装置に排水手段を設け
る。これによりエッチング終了後、排水を行うとエッチ
ング槽内が減圧され、再び槽内に残っている純水が沸騰
を開始する。排水完了時にはエッチング槽内が高温の水
蒸気で満たされており、この高温水蒸気によってエッチ
ング済みのウェハを乾燥処理することができる。この結
果乾燥装置が不要となり、時間およびコストを削減する
ことができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention is an etching method, particularly regarding <br/> wet etching how the silicon nitride film. 2. Description of the Related Art Generally, an LOCO is used for separating a semiconductor element.
The S step is used, and this step will be briefly described with reference to FIG. It should be noted that hatching (oblique lines) representing cross sections in the drawings is partially omitted for easy understanding of the description. First, for example, an SiO 2 film 43 is formed on a Si substrate 41, and a silicon nitride film (also referred to as a Si 3 N 4 film) 45 which is an oxidation-resistant film is deposited thereon (FIG. 6).
(A)). Next, the Si of the region corresponding to the element isolation region 47 is
The 3N 4 film 45 and the SiO 2 film 43 are removed (FIG. 6).
(B)). Next, the Si substrate 41 corresponding to the element isolation region 47 which is not covered with the silicon nitride film 45 is selectively oxidized thickly to obtain a structure as shown in FIG. After forming the element isolation region 47, this S
Since the region covered with the i 3 N 4 film 45 becomes the transistor formation region 49, a silicon nitride film (Si 3 N 4 film)
45 is removed (etched) (FIG. 6D). In general, as the etching method, for example, dry etching using SF 6 -based gas, and Reference 1: “Mechanism of silicon nitride film etching by hot phosphoric acid, 11th VLSI
Ultra Clean Technology Workshop, pp9
7-107 (1991) ", wet etching with a high-temperature phosphoric acid solution has been used. [0003] However, in the above dry etching, a silicon nitride film and an underlayer (generally, Si
The etching selectivity with respect to the substrate or the SiO 2 film is small, and the over-etching may damage the base. In wet etching with hot phosphoric acid, a means for shutting off the atmosphere is required to prevent environmental pollution due to phosphoric acid mist generated during etching. Further, in the process using phosphoric acid, the wafer is usually placed in a jig (carrier or the like) and processed.
i in the phosphoric acid solution
The wafer is lifted up, thereby changing the position of the wafer in the carrier, which may cause a transport trouble. Accordingly, a silicon nitride film (S
i 3 N 4 film) In the removal of a large etching selectivity with the base, in the wet etching can be processed at the same degree of etch rate as when using hot phosphoric acid, and easily and accurately Si 3 from wafer
N 4 is an etching method and apparatus as removed has been desired. Therefore, the inventor of the present application has found that although the etching rate of Reference 1 is smaller than that of hot phosphoric acid, the silicon nitride film can be etched with pure water. After conducting various research and experiments, focusing on the description that the pure water is confined in a closed tank and adjusting the atmospheric pressure appropriately, the temperature of the pure water can be reduced by the conventional etching rate. Some 30Å (3nm) / mi
It has been discovered that it is possible to achieve temperatures that allow for a range of etch rates around n degrees. Therefore, according to the wet etching method of the present invention , the silicon nitride film is formed on the surface of the semiconductor wafer.
Pure water in an etching tank that seals the structure provided with
And the pure water is in a temperature range of 130-170 ° C.
To a temperature of, and wet etch the silicon nitride film.
After the etching of the silicon nitride film is completed,
Dry wafer continuously in high temperature steam in etching tank
It is characterized by making it. When the temperature of pure water is 130 ° C. or higher, the etching process can be performed at a preferable etching rate. In order to perform the etching process within the withstand voltage limit of the etching apparatus, the processing is preferably performed at 170 ° C. or lower. Therefore, etching can be performed in high-temperature pure water at 130 to 170 ° C. at a conventional etching rate of about 30 ° (3 nm) / min using hot phosphoric acid. Further, since pure water hardly etches the underlying Si substrate or SiO 2 film, the etching selectivity is improved. Further, since the wafer does not float in pure water, the silicon nitride film can be accurately removed by etching, and there is no possibility of causing a transport trouble. further,
Since etching is performed using pure water only, there is no need to worry about environmental pollution. In addition, etching and drying steps
Can be continuously processed in the same device, and the drying device
Becomes unnecessary, and the process can be simplified. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are only schematically shown to the extent that the invention can be understood . Particular materials and conditions cited in or in the following description are merely preferred examples, thus the invention is not intended to be limited thereto. Further, the pure water described in this specification refers to ultrapure water usually used in a semiconductor device manufacturing process. <First Reference Example > Normally, a wet etching process using hot phosphoric acid used for removing a silicon nitride film (Si 3 N 4 film) formed on the surface of a semiconductor wafer is 15 steps.
The etching is performed at a high temperature of 0 ° C. or more, and the etching rate is 30 ° (3 nm) / min (Å / min represents a film thickness etched per minute). Therefore, in order to etch the Si 3 N 4 film with pure water, first,
It is necessary to know the relationship between the temperature of pure water and the etching rate. Si 3 by pure water described in the above-mentioned reference 1
FIG. 2 is a characteristic diagram showing extrapolated values of measured data at a temperature of 100 ° C. or more based on the pure water temperature dependence of the etching rate in the N 4 film etching. This figure 2
In the graph, the horizontal axis indicates temperature (1000 / T), and the vertical axis indicates etching rate (Å / min), and shows the pure water temperature dependence of the etching rate of the Si 3 N 4 film. This figure 2
According to the above, in order to increase the etching rate of the Si 3 N 4 film by pure water to 30 ° (3 nm) / min or more, the temperature must be 16
It can be understood that the temperature must be about 0 ° C. or higher.
In order to further increase the temperature of pure water to about 160 ° C. or more,
It is necessary to raise the boiling point. Therefore, the boiling point of pure water and the external pressure (atmospheric pressure)
As a result of an experiment, the relationship as shown in FIG. 3 was obtained. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the atmospheric pressure (outside air pressure) (hP
Taking a), the boiling point (° C.) of pure water is plotted on the vertical axis to show the dependency of the boiling point of pure water on the outside pressure. According to this, 160 ° C
It can be understood that in order to raise the temperature of pure water to about or more, the external pressure should be about 5900 hPa or more. The temperature range actually suitable for etching is about 130 ° C. to 170 ° C., and the optimum value is 160 ° C. The atmospheric pressure range corresponding to this temperature range is from 2600 hPa to 6
800 hPa. In addition, this 130 to 170 degreeC
The etching rate corresponding to FIG.
(0.8 nm) / min to 100 ° (10 nm) / min. Such a temperature range, an atmospheric pressure range, and an etching rate range are correlated with each other, and within these ranges, it is necessary to shorten the etching processing time to increase the etching processing capability of the apparatus and to reduce the atmospheric pressure. This is because consideration was given to keeping the pressure within the withstand pressure limit of the device. The etching rate of the Si 3 N 4 film with pure water depends only on the temperature of pure water. [0012] Referring now to FIG. 1, a description will be given of a first reference example of the etching apparatus and etching steps. The etching apparatus used in the present invention includes an etching tank 11 for performing an etching process, and a water pipe provided above the etching tank 11 for introducing pure water as an etching solution into the tank 11. 13 and
A water valve 15 attached to the water pipe 13 for controlling the amount of water from the water pipe 13, a gas pipe 17 provided above the etching tank 11 and introducing an inert gas into the tank 11, Gas valve 19 attached to gas pipe 17 to control the amount of gas from gas pipe 17
And a heater 21 mounted in the etching bath 11 for heating the pure water. Next, the etching process will be described. An oxide film (SiO 2 ) is formed on the surface of a silicon (Si) wafer, and a structure 23 in which a Si 3 N 4 film is formed on the SiO 2 film (for example, as shown in FIG. 6C) An example of removing the Si 3 N 4 film by etching will be described. First, the water valve 15 is opened, and pure water 25 is introduced into the etching tank 11 through the water pipe 13. The above-mentioned structure 23 is immersed in pure water 25 of this etching tank 11. Next, the etching tank 11 is sealed, and for example, an N 2 gas 27 as an inert gas is opened through the gas valve 19 and introduced through the gas pipe 17. When the atmospheric pressure in the etching tank 11 becomes 5900 hPa or more, the gas valve 17 is closed. At this point, electricity is supplied to the heater 21 to heat the pure water 25. The temperature of pure water rises to 10
When the temperature reaches 0 ° C. or higher, etching of the Si 3 N 4 film starts. Under the atmospheric pressure of about 5900 hPa (it is considered that the atmospheric pressure is slightly increased by water vapor volatilized by heating), the temperature of pure water 25 rises to about 160 ° C. (boiling point). If the boiling point is maintained while heating by the heater 21, the Si 3 N 4 film can be removed at an etching rate of about 30 ° (3 nm) / min. However, considering the pressure resistance of the apparatus, the atmospheric pressure cannot be increased so much, and the maximum pressure is preferably about 6800 hPa. Therefore, it is considered that the maximum temperature of the pure water is about 170 ° C. As a result, pure water is used as a base (Si substrate or S substrate).
Since almost no etching is performed on the iO 2 film), the etching selectivity is improved. Further, since only pure water is used as the etching solution, there is no concern about environmental pollution. Further, since there is a difference in specific gravity between Si and pure water, the wafer does not float in pure water. In addition, the etching with pure water can be performed at the same etching rate as the etching with hot phosphoric acid. <Second Reference Example > Next, a second reference example will be described with reference to FIG. The etching apparatus has a configuration in which the gas pipe 17 and the gas valve 19 are removed from the configuration already described in the first reference example . In this example, a structure 23 similar to that described in the first reference example is immersed in pure water 25,
The etching tank 11 is sealed, and pure water 25 is
The temperature is raised. The atmospheric pressure in the etching tank 11 increases due to water vapor generated when the pure water 25 boils,
Accordingly, the boiling point of pure water 25 also exceeds 100 ° C. When the atmospheric pressure in the etching tank becomes 5900 hPa or more, the temperature of the pure water 25 can be raised to 160 ° C. or more corresponding to the pressure. If the temperature of 160 ° C. or more is maintained, the first reference
As described in the example , the Si 3 N 4 film can be etched at an etching rate of 30 ° (3 nm) / min or more according to the temperature at which the Si 3 N 4 film is maintained. Also in this case, the maximum atmospheric pressure is 6 for the same reason as in the first reference example.
The pressure is preferably about 800 hPa. [0019] After referring to completion of the etching of the <implementation of Embodiment> Next 5, the drying process of the wafers can be continuously performed will be described. As for the apparatus, a drain pipe 29 and a drain valve 31 are newly provided at a lower portion of the etching tank 11 as a means for depressurizing and draining the etching tank 11 in the etching apparatus described in the first and second reference examples . . After completion of the etching, the heater 21 is stopped, the drain valve 31 is opened, and the pure water 25 is gradually drained from the drain pipe 29, whereby the atmospheric pressure in the etching tank 11 is reduced.
The pure water 25 remaining in the tank 11 starts boiling again.
When the drainage is completed, the etching tank 11 is filled with high-temperature steam, and the wafer after the etching can be dried using the high-temperature steam. As described above, it is possible to continuously finish the wafer drying step in the same apparatus after the completion of the etching, so that the time and cost for using the drying apparatus can be reduced. In addition, unless the gas pipe 17 and the gas valve 19 and the drain pipe 29 and the drain valve 31 of FIG.
It is substantially equivalent to the device of FIG. In addition, if the drain pipe 29 and the drain valve 31 are not used in FIG. 5, the apparatus is substantially the same as the apparatus in FIG. As is apparent from the above description, in removing the Si 3 N 4 film formed on the surface of the semiconductor wafer, wet etching is performed in high-temperature pure water having a temperature range of 130 to 170 ° C. When this is done, since high-temperature pure water hardly etches the base made of Si or SiO 2 , the etching selectivity of the Si 3 N 4 film is improved, and the Si 3 N 4 can be removed from the wafer surface without damaging the base. The film can be removed. Further, since there is a difference in specific gravity between pure water and Si, the wafer does not float in the pure water, so that a transport trouble does not occur. Further, since the etching is performed only with pure water, there is no need to worry about environmental pollution. In addition, the boiling point of pure water rises because the inside of the etching tank of the etching apparatus is sealed and a high-pressure atmosphere is established. As a result, it is possible to perform etching at the same etching rate as wet etching with hot phosphoric acid. became. Further, a drainage means is provided in the etching apparatus. As a result, when the drainage is performed after the etching, the pressure in the etching tank is reduced, and the pure water remaining in the tank starts to boil again. When the drainage is completed, the inside of the etching tank is filled with high-temperature steam, and the high-temperature steam can dry the etched wafer. As a result, a drying device becomes unnecessary, and time and cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】 【図1】第1の参考例の説明に供するエッチング装置の
概略的な断面図である。 【図2】純水温度とSi34 エッチングレートとの関
係を表す特性曲線図である。 【図3】外気圧と純水の沸点との関係を表す特性曲線図
である。 【図4】第2の参考例の説明に供するエッチング装置の
概略的な断面図である。 【図5】施の形態の説明に供するエッチング装置の概
略的な断面図である。 【図6】従来技術の説明に供する素子分離技術を簡単に
示した工程図である。 【符号の説明】 11:エッチング槽 13:水管 15:水バルブ 17:ガス管 19:ガスバルブ 21:ヒータ 23:構造体 25:純水 27:ガス 29:排水管 31:排水用バルブ 41:Si基板 43:SiO2 膜 45:Si34 膜 47:素子分離領域 49:トランジスタ形成領域
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an etching apparatus used for explaining a first reference example . FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing a relationship between a pure water temperature and an Si 3 N 4 etching rate. FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing a relationship between an external pressure and a boiling point of pure water. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an etching apparatus used for explaining a second reference example . 5 is a schematic cross-sectional view of an etching apparatus for explaining implementation of forms. FIG. 6 is a process diagram briefly showing an element isolation technique for explaining a conventional technique. [Description of Signs] 11: Etching tank 13: Water pipe 15: Water valve 17: Gas pipe 19: Gas valve 21: Heater 23: Structure 25: Pure water 27: Gas 29: Drain pipe 31: Drain valve 41: Si substrate 43: SiO 2 film 45: Si 3 N 4 film 47: element isolation region 49: transistor formation region

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体ウェハ表面上にシリコン窒化膜が
設けられた構造体を密閉したエッチング槽内の純水中に
浸漬させて、該純水を130−170℃の温度範囲内の
温度に加熱して、前記シリコン窒化膜をウェットエッチ
ングし、 前記シリコン窒化膜のエッチングが終了した後、同じエ
ッチング槽内で連続して前記ウェハを高温水蒸気中で乾
燥させること を特徴とするシリコン窒化膜のエッチング
方法。
(57) Claims 1. A structure provided with a silicon nitride film on a surface of a semiconductor wafer is immersed in pure water in a sealed etching tank, and the pure water is immersed in 130-170. The silicon nitride film is heated to a temperature within a temperature range of 150 ° C. to wet-etch the silicon nitride film.
The wafer is continuously dried in high-temperature steam in a
A method for etching a silicon nitride film.
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