JP6433730B2 - 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る半導体製造装置(ウェットエッチング装置)の構成を示すブロック図の一例である。図1に示すように、ウェットエッチング装置100はウェハー処理室10(基板処理部)を有している。ウェハー処理室10には、ウェハステージ12が配置されており、ウェハステージ12上には半導体ウェハー110を載置可能である。
フッ化アンモニウム(NH4F)39.5wt%
薬液温度:23.5℃
薬液量 :20.0L
フッ化アンモニウム(NH4F)27.5wt%
フッ化アンモニウム(NH4F)25.0wt%
薬液温度:23.5℃
薬液量 :11.0L
処理時間:20.0sec
濃度 :フッ酸(HF)0.14wt%、
フッ化アンモニウム(NH4F)21.9wt%
第2溶液:グラフ線702(■)
濃度 :フッ酸(HF)0.071wt%、
フッ化アンモニウム(NH4F)11.2wt%
第3溶液:グラフ線703(▲)
濃度 :フッ酸(HF)0.068wt%、
フッ化アンモニウム(NH4F)10.7wt%
バッファードフッ酸溶液中での反応式は下記式で表される。
NH4 +⇔NH3+H+ ・・・・・・・・(2)
HF⇔H++F− ・・・・・・・・(3)
HF+F−⇔HF2 − ・・・・・・・・(4)
SiO2+2HF2 −+2H+→SiF4+2H2O ・・・(5)
式(1)において、フッ化アンモニウム(NH4F)は、フッ酸とアンモニアの塩であるため、水溶液中ではそのほとんどが解離し、アンモニウムイオン(NH4 +)と、フッ素イオン(F−)になる。この場合フッ化アンモニウムの濃度が高いため、アンモニウムイオンは多量に生じている。
本実施形態の溶液は、第1濃度以下、第2濃度以上の濃度のバッファードフッ酸溶液であり、この溶液を用いれば、ウェハー処理枚数の増加に伴い変動するエッチングレートを、水を添加することによって一定範囲内に保持することができる。水を用いるため、エッチング溶液の管理コストを低減することができる。
以上の工程により、本実施形態に係る半導体装置が形成される。第2パターン116は、例えばダブルパターニング法における心材として用いることができる。
図9に、第2の実施形態に係る半導体製造装置(ウェットエッチング装置)の構成を示すブロック図の一例を示す。第1の実施形態に係るウェットエッチング装置100と異なる点は、以下の通りである。
以上により、薬液32のエッチングレートの変動を抑えることができ、エッチングレートを一定範囲内に保持することができる。
以上により、薬液32のエッチングレートの変動を抑えることができ、エッチングレートを一定範囲内に保持することができる。
図12に、第3の実施形態に係る半導体製造装置(ウェットエッチング装置)の構成を示すブロック図の一例を示す。第1の実施形態に係るウェットエッチング装置100と異なる点は、以下の通りである。
Claims (5)
- エッチング対象物であるシリコン酸化膜を備えた複数の基板をバッファードフッ酸を含む薬液により処理する工程を有し、
前記薬液は繰り返し使用されるものであり、
前記薬液は、複数の基板を処理することによって高くなった前記シリコン酸化膜のエッチングレートを、所定のタイミングで所定量の水を加えることにより低くして、前記薬液のエッチングレートが所定の範囲内となるように、前記薬液のフッ酸濃度を0.17wt%から0.071wt%、フッ化アンモニウム濃度を27.5wt%から11.2wt%に管理することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記薬液は、前記シリコン酸化膜のスリミング処理に使用され、前記シリコン酸化膜のエッチングレートは、5.4nm/min以下である、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記薬液を貯蔵する薬液貯蔵部と、前記薬液の薬液濃度をモニターする濃度モニター装置とをさらに備え、前記濃度モニターで測定した薬液濃度が所定の濃度範囲内の場合は、前記薬液によって前記エッチング対象物を処理した後、前記薬液を前記薬液貯蔵部に戻すことにより繰り返し循環して使用され、前記濃度モニターで測定した薬液濃度が所定の濃度範囲外となった場合は、前記薬液を廃棄することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- エッチング対象物であるシリコン酸化膜を備える基板を処理する基板処理部と、
薬液貯蔵部と、
薬液循環部とを有し、
前記薬液はバッファードフッ酸を含む薬液であり、
前記エッチング対象物はシリコン酸化膜であり、
前記基板の処理に使用した前記薬液は、前記薬液循環部を介して薬液貯蔵部に戻すことができ、
複数の前記エッチング対象物を処理することによって高くなった前記シリコン酸化膜のエッチングレートを、前記薬液貯蔵部において、所定のタイミングで前記薬液に所定量の水を加えることにより前記薬液のエッチングレートを低くして、所定の範囲内となるように前記薬液のフッ酸濃度を0.17wt%から0.071wt%、フッ化アンモニウム濃度を27.5wt%から11.2wt%に管理することを特徴とする半導体製造装置。 - 前記薬液を貯蔵する薬液貯蔵部と、前記薬液の薬液濃度をモニターする濃度モニター装置とをさらに備え、前記濃度モニターで測定した薬液濃度が所定の濃度範囲内の場合は、前記薬液によって前記エッチング対象物を処理した後、前記薬液を前記薬液貯蔵部に戻すことにより繰り返し循環して使用され、前記濃度モニターで測定した薬液濃度が所定の濃度範囲外となった場合は、前記薬液を廃棄することを特徴とする請求項4に記載の半導体製造装置。
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