JPH01152730A - 半導体基板のエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置の製造工程の一部として、特に半導
体基板のエツチング方法に関するものである。

従来の技術 近年、半導体装置の製造工程の進展には目を見張るもの
がある。特にシリコン基板を用いた集積回路の微細化は
とどまるところを知らず、サブミクロンルールによる集
積回路の実現もそう遠くないと思われる。その推進力の
一つとしてドライエツチング等による微細加工技術の進
展があげられる。一方、洗浄、電気炉処理などの周辺技
術がそれらを支えてきた。ドライエッチはど急激な変化
はみせていないが、いわゆるウェットエツチングも重要
な周辺技術の一つであり、まだまだ広く用いられている
。それは手軽で一度に多数の基板を処理できる利点を持
つと共に半導体の歴史の中では古い技術で安定している
ためである。ウェットエツチングとは、エツチング液中
に半導体基板を浸漬した後、不必要な基板表面の薄膜を
エツチング液により取り去ることを言う。例えば第２図
に示すように、シリコン基板Ｊ上のシリコン酸化膜１０
を除去したい場合は、弗化水素酸（ＨＦ）と弗化アンモ
ニウム水溶？１（ＮＨ４Ｆ）とをに〇の割合で混ぜ、溶
液温度を２５℃に保ったエツチング液２中に前記シリコ
ン基板１を浸漬する。すると１分間に約１１００ｎのエ
ツチングレートでシリコン酸化膜１０のエツチングがな
される。さらに前記溶液はシリコン基板をアタックしな
い、つまりシリコンをエツチングしないため少々オーバ
ーエッチを行なっても酸化膜が減少するだけでその選択
性は非常に高い。また酸化膜のエツチングの場合は弗化
水素酸がエッチャントとなるのでそれを溶液中に含んで
さえいればよい。さて、ウェットエツチングは古くて安
定した技術として知られているが、新たな問題点も浮か
び上がってきた。それは、微細化により、より小さなダ
ストに目が向けられてきた事、更に、シリコン基板の大
口径化が進んだため、エツチング、洗浄、乾燥などの工
程そのものにおいて、シリコン基板の取り扱いが複雑に
なり、エツチング後で清浄な表面を保つことが難しくな
ってきた事である。

発明が解決しようとする問題点 前述の従来例の問題点は親水性領域と疎水性領域がエツ
チングの終了時点に共存する場合に生じる。第３図（ａ
）に示すように薄いシリコン酸化膜（５０ｎｍ）１０が
形成され、更にその上に部分的にシリコン窒化膜（１２
０ｎｍ）１１が存在するシリコン基板１を前述のエツチ
ング液中に浸漬した時に発生し易い。つまりエツチング
液はシリコン窒化膜１１に対してはエツチングレートが
遅く、シリコン酸化膜１０が早くエツチングオフされ、
下地のシリコン基板１が露出した時に、異物１２がシリ
コン窒化膜ｌｌ上に堆積するものである。原因はよくわ
かっていないが以下のように考えられる。シリコン酸化
膜１０のエツチングが終了し、シリコン基板表面が露出
すれば、その部分は疎水性領域になり、エツチング液も
はじかれるようになる。一方、シリコン窒化膜１１はわ
ずかではあるが弗化水素酸に侵されるため親水性領域の
ままであり異物がそこに付着しやすくなる。

いま、異物１２をエツチング液中仁こ充分溶解せず、あ
る大きさで寄せあつまって若干変質したシリコンガラス
分子塊とし、親水基を端部に有していると考えれば、そ
の異物１２が近くの親水性領域であるシリコン窒化膜ｌ
ｌ上に付着すると考えられる。本発明は、上述の問題点
に鑑みてなされたもので、エツチング後の異物が半導体
装置上に付着する事なく、従ってその歩留りを向上する
ことができる半導体基板のエツチング方法を提供するこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するため、親水性基板を用
意し、半導体基板のエツチングが終了する直前に、エツ
チング液中に、半導体基板の両面に対面するように、前
記親水性基板を挿入設置し、半導体基板のエツチングが
終了した後に、半導体基板のみを取り出すという方法を
とるものである。

作用 本発明は上述の方法によって、エツチング中に発生した
異物を親水性基板側に吸着させ、半導体基板上への異物
付着を減少させる事により、半導体基板の清浄性を保ち
、そこに作製される半導体装置の歩留まりを向上させる
ことが可能となる。

実施例 以下、第１図の実施例に基すいて説明する。エツチング
終了時点で親水性領域と疎水性領域とを有する半導体シ
リコン基板１を弗化水素酸（ＨＦ）と弗化アンモニウム
水溶液（ＮＨ４Ｆ）のに６の混合エツチング液２中に浸
漬する。但し、エツチング開始前では、一部はやはりシ
リコン窒化膜に覆われ、部分的に５０ｎｍのシリコン酸
化膜部が露出しているものとし、この領域の酸化膜の除
去を目的とする。エツチング液２のシリコン酸化膜に対
するエツチングレートは１分間に約１１００ｎである。

シリコン基板１を浸漬して約２５秒後に、シリコン基板
１と向かい合うように親水性基板２．３を両面に挿入す
る。その間隔は、できるだけ狭い方がよいが、本発明者
らのデータでは５ｍｍ以内が望ましい。約５秒後不要な
酸化膜がすべて除去され、シリコン基板１の一部が疎水
性を示すことになる。更に酸化膜厚の均一性やエツチン
グの安定性を考慮して、約５秒後にシリコン基板１のみ
を取り出す。これらのエツチング状況の監視あるいは方
法は従来の方法を用いれは十分である。またエツチング
時間なども従来の時間でよく、ようするにエツチング終
了前後での基板の挿入、取り出しの早急な処理が必要な
だけである。

なお、本発明例に用いた親水性基板２．３はシリコン基
板１と同じ大きさで表面がシリコン窒化膜であるものを
用いた。またシリコン基板１の表面側のみならず、裏面
側にも親水性基板を設置］ノたのは、裏面側での異物の
発生あるいは付着を減少させるためてあり、両面に用意
した方がその効果は大きかった。なお、本実施例には半
導体装置を作製する基板としてシリコン基板を用いたが
、エツチング終了時点で親水性、疎水性の２つの領域を
有する基板であれば同じ効果が発揮される。−方、挿入
する親水性基板としては、親水性を示すものならば何で
も良いと思われるが、エツチング液に対し、被エツチ物
と同等もしくはそれ以下のエツチングレートを持つ方が
よく１、その大きさはシリコン基板と同等もしくはそれ
以上に大きなものが望ましい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、親水性基板
を、異物の発生する半導体基板を取り囲むように設置す
ることによって、半導体基板とエツチング液とのからみ
で発生する異物を親水性基板の方に付着させる事ができ
１、さらにその状態で半導体基板のみをエツチング液中
より取り出すため、半導体基板には異物が付着せず、表
面の清浄性を保つことができるという効果を有するもの
である。従って半導体装置の歩留まりの向上が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるエツチング方法を示
す断面図、第２図は従来のエツチング方法を示す断面図
、第３図は従来の異物の付着状況を示す半導体装置の断
面図である。 ｌ・・・シリコン基板、　　２・・・エツチング液、　
　３・・・親水性基板 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名１　シリコ
ン基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板をエッチングする工程に於て、該エッ
   チング工程が終了する直前に、親水性の基板を、前記半
   導体基板の両面に対面して、エッチング液中に挿入設置
   する工程と、前記エッチング工程が終了した時点で、前
   記半導体基板を前記エッチング液中より取り出すことを
   特徴とする半導体基板のエッチング方法。
2. （２）半導体基板の表面が、エッチング工程が終了した
   時点で、疎水性領域と親水性領域とを有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体基板のエッ
   チング方法。
3. （３）エッチング液中に少なくとも弗化水素を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体基板
   のエッチング方法。