JPH0194624A - シリコンのエッチング方法 - Google Patents
シリコンのエッチング方法Info
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
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、シリコン（Ｓｌ）のエツチング方法に係り、
特に半導体装置の製造工程に用いるに好適なＳｉのエツ
チング方法に関する。
特に半導体装置の製造工程に用いるに好適なＳｉのエツ
チング方法に関する。
従来のＳＬのエツチング方法は、古くはＨＦ液と硝酸と
の混合液による湿式エツチング法があり、また最近は半
導体装置製造工程における新しいエツチング技術として
プラズマエツチング法などが知られている（特開昭５１
−１３０１７３）、この方法は。
の混合液による湿式エツチング法があり、また最近は半
導体装置製造工程における新しいエツチング技術として
プラズマエツチング法などが知られている（特開昭５１
−１３０１７３）、この方法は。
ＣＣの２Ｆ２ガスとＱ２ガスを含むガスプラズマ中にお
いてＳｉをエツチングするもので、例えば、レジストを
マスクとするＳｉの選択的なエツチングなどに用いられ
る。
いてＳｉをエツチングするもので、例えば、レジストを
マスクとするＳｉの選択的なエツチングなどに用いられ
る。
上記の従来技術の湿式エツチング法はＨＦ液が含まれて
いるためＳｉｏ２のエツチングも避けられないという問
題があった。また特開昭５１−１３０１７３に記載の方
法も、ＳｉのみならずＳｉｎ、もある程度エツチングさ
れるという問題があった。
いるためＳｉｏ２のエツチングも避けられないという問
題があった。また特開昭５１−１３０１７３に記載の方
法も、ＳｉのみならずＳｉｎ、もある程度エツチングさ
れるという問題があった。
ＣＣ（ｉ５２Ｆ、ガスと０２ガスとの混合比等の条件に
もよるが、Ｓｉのエツチング速度に対してＳｉｎ。
もよるが、Ｓｉのエツチング速度に対してＳｉｎ。
のエツチング速度は１／４〜１／１０程度である。
例えば半導体装置の製造においては、ＳＬ基板上に形成
された５ｉｎ２や５１３Ｎ４の薄膜をエツチングするこ
となく、さらにその薄膜上に形成されているＳｉ層をエ
ツチングしたい場合がしばしばある。このような場合、
Ｓｉｎ、やＳｉ３Ｎ、膜はＳｉ層より薄いため、エツチ
ング速度比が１対ｌＯ程度の場合でも、エツチングを行
なうと種々の問題が生じる。よって前述の従来技術を半
導体装置の製造に用いるのは問題があった。
された５ｉｎ２や５１３Ｎ４の薄膜をエツチングするこ
となく、さらにその薄膜上に形成されているＳｉ層をエ
ツチングしたい場合がしばしばある。このような場合、
Ｓｉｎ、やＳｉ３Ｎ、膜はＳｉ層より薄いため、エツチ
ング速度比が１対ｌＯ程度の場合でも、エツチングを行
なうと種々の問題が生じる。よって前述の従来技術を半
導体装置の製造に用いるのは問題があった。
本発明の目的は、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４などをエツチン
グすることなく、ＳＬをエツチングする方法を提供する
ことにある。
グすることなく、ＳＬをエツチングする方法を提供する
ことにある。
上記目的は、無水フッ化水素ガス（ＨＦ）をシリコンと
接触させることにより、上記シリコンの露出された部分
をエツチングすることを特徴とするシリコンのエツチン
グ方法によって達成される。
接触させることにより、上記シリコンの露出された部分
をエツチングすることを特徴とするシリコンのエツチン
グ方法によって達成される。
上記の反応は、例えば従来の低圧化学気相成長法（ＬＰ
ＧＶＤ）の装置や酸化、拡散装置などにＨＦガスボンベ
を接続し、所望の温度に保持した装置内にＨＦガスを導
入するだけで行なうことができる。
ＧＶＤ）の装置や酸化、拡散装置などにＨＦガスボンベ
を接続し、所望の温度に保持した装置内にＨＦガスを導
入するだけで行なうことができる。
本発明の反応は、後述の実施例において明らかなように
６００℃以上の温度で行なうことが好ましい。５５０℃
以上の温度でも反応は生じるが６００℃以上の温度で顕
著に反応が進行する。反応温度の上限はとくに定めがな
いが、半導体素子などは９５０℃を越えた温度に保持す
ると劣化するおそれがあるので、６００〜９５０℃の範
囲で用いることが好ましい。実用上処理し易い温度範囲
は６００〜９００℃の範囲であり、さらに反応速度を制
御し易い範囲は６４０〜８００℃である。
６００℃以上の温度で行なうことが好ましい。５５０℃
以上の温度でも反応は生じるが６００℃以上の温度で顕
著に反応が進行する。反応温度の上限はとくに定めがな
いが、半導体素子などは９５０℃を越えた温度に保持す
ると劣化するおそれがあるので、６００〜９５０℃の範
囲で用いることが好ましい。実用上処理し易い温度範囲
は６００〜９００℃の範囲であり、さらに反応速度を制
御し易い範囲は６４０〜８００℃である。
また１反応は大気圧以下の圧力で行なう方が実用上処理
し易い。
し易い。
無水フッ化水素ガスを用いて Ｓｉ、ＳｉＯ□。
Ｓｉ、Ｎ４等の薄膜のエツチングの検討を行なったとこ
ろ、Ｓｉｎ、やＳｉ３Ｎ４などの薄膜は、温度。
ろ、Ｓｉｎ、やＳｉ３Ｎ４などの薄膜は、温度。
圧力等の条件によらず全くエツチングされないが、ＳＬ
は５５０℃以上、実質的には６００℃以上の温度で極め
て制御性の良い温度依存性を持ってエツチングが進行す
る事実を見出した。この現象は、フッ化水素を水に溶か
したフッ化水素酸による湿式エツチングではＳｉＯ□や
Ｓｉ、Ｎ、はエツチングが進行するが、Ｓｉは全くエツ
チングされないという現象と完全に相反するものであり
、湿式状態と乾式状態でのＨＦの性質に大きな違いのあ
ることが明確となった０本発明は上記現象を利用するこ
とにより、プラズマや光等を特別に利用することなく、
Ｓｉｎ、やＳｉ３Ｎ４は全くエツチングせずにＳｉだけ
をエツチング除去することができるという特徴がある。
は５５０℃以上、実質的には６００℃以上の温度で極め
て制御性の良い温度依存性を持ってエツチングが進行す
る事実を見出した。この現象は、フッ化水素を水に溶か
したフッ化水素酸による湿式エツチングではＳｉＯ□や
Ｓｉ、Ｎ、はエツチングが進行するが、Ｓｉは全くエツ
チングされないという現象と完全に相反するものであり
、湿式状態と乾式状態でのＨＦの性質に大きな違いのあ
ることが明確となった０本発明は上記現象を利用するこ
とにより、プラズマや光等を特別に利用することなく、
Ｓｉｎ、やＳｉ３Ｎ４は全くエツチングせずにＳｉだけ
をエツチング除去することができるという特徴がある。
以下、本発明の一実施例を第１図および第２図により説
明する。
明する。
最初に、使用した装置の構成を第１図により説明する。
ヒータ４により加熱保温される石英の反応管３内に８１
基板１を載置した石英ボート２を挿入設置したｓ Ｓｉ
基板１は、４インチ径で１００枚以上同時に載置できる
石英ボートを用いた。反応管３の後尾には反応管３内を
真空状態に保つための真空ポンプ５及び６を連結し、自
動圧力コントロール（ＡＰＣ）バルブ１１によって反応
管３内の圧力を一定に保つことができる構成にした。反
応管３の入口側にはマスフローコントロール（ＭＦＣ）
８を介してＨＦガスボンベ７をステンレスの配管により
接続した。ＨＦガスボンベ７から反応管に至る配管およ
びＭＦＣ８やバルブの周囲にはリボンヒーター９を巻い
て４０℃程度になるように加熱した。この配管の加熱を
行なわない場合にはＨＦガスを反応管内に効率よく導入
することができなかった。また、ＨＦガスは蒸気圧が低
いため通常の高圧ガスボンベ用の減圧弁を必要としない
という安全上の利点もある。
基板１を載置した石英ボート２を挿入設置したｓ Ｓｉ
基板１は、４インチ径で１００枚以上同時に載置できる
石英ボートを用いた。反応管３の後尾には反応管３内を
真空状態に保つための真空ポンプ５及び６を連結し、自
動圧力コントロール（ＡＰＣ）バルブ１１によって反応
管３内の圧力を一定に保つことができる構成にした。反
応管３の入口側にはマスフローコントロール（ＭＦＣ）
８を介してＨＦガスボンベ７をステンレスの配管により
接続した。ＨＦガスボンベ７から反応管に至る配管およ
びＭＦＣ８やバルブの周囲にはリボンヒーター９を巻い
て４０℃程度になるように加熱した。この配管の加熱を
行なわない場合にはＨＦガスを反応管内に効率よく導入
することができなかった。また、ＨＦガスは蒸気圧が低
いため通常の高圧ガスボンベ用の減圧弁を必要としない
という安全上の利点もある。
以上説明した構成の装置を用いてＳｉのエツチングを行
なった例について次に説明する。エツチングの試料は、
Ｓｉ基板上に熱酸化法で形成した厚さ１０００人のｓ
ｉｏ２．上記試料上にさらに低圧化学気相成長法（ＬＰ
ＧＶＤ）により形成した厚さ２０００人の多結晶Ｓｉ及
び同じ＜ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ基板上に形成した厚さ
５００人のＳｉ窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）の３種類とした。
なった例について次に説明する。エツチングの試料は、
Ｓｉ基板上に熱酸化法で形成した厚さ１０００人のｓ
ｉｏ２．上記試料上にさらに低圧化学気相成長法（ＬＰ
ＧＶＤ）により形成した厚さ２０００人の多結晶Ｓｉ及
び同じ＜ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ基板上に形成した厚さ
５００人のＳｉ窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）の３種類とした。
多結晶Ｓｉの膜厚はナノメトリクス社製のナノスペック
で測定し、５ｉｎ２およびＳｉ、Ｎ４の膜厚はガードナ
ー社製のエリプリメーターにより測定した。反応管内の
温度を所定温度に保持した状態で試料を反応管内に挿入
設置した後、反応管内を一旦真空排気し、その後ＨＦガ
スを導入して反応管内の圧力が０．８Ｔ ｏｒｒになる
ようにＡＰＣを制御した。なお、ガス配管はリボンヒー
ターにより予め４０℃に加熱しておいた。一定時間経過
の後、ＨＦガスの供給を停止し反応管内を真空排気し、
さらに窒素置換を充分に行なってから試料を取り出した
。前記測定器により膜厚を測定し、エツチング前の膜厚
との差をエツチング時間で割ってエツチング速度を求め
た。第２図に、種々の温度で上記実験を繰り返して行な
って得られたエツチング速度の温度依存性を示した。多
結晶Ｓｉは実質６００℃以上の温度でエツチングされ、
温度が高くなるほどエツチング速度が増加する。一方、
Ｓｉｎ、とＳＬ、Ｎ４はいずれの温度においても全くエ
ツチングされない。また、６００℃でのエツチング速度
は数人／ｍｉｎであるのに対し、９００℃では約６００
人／ｍｉｎと高速でエツチングでき、温度を変化させる
ことによって任意のエツチング速度を選択することがで
きる。
で測定し、５ｉｎ２およびＳｉ、Ｎ４の膜厚はガードナ
ー社製のエリプリメーターにより測定した。反応管内の
温度を所定温度に保持した状態で試料を反応管内に挿入
設置した後、反応管内を一旦真空排気し、その後ＨＦガ
スを導入して反応管内の圧力が０．８Ｔ ｏｒｒになる
ようにＡＰＣを制御した。なお、ガス配管はリボンヒー
ターにより予め４０℃に加熱しておいた。一定時間経過
の後、ＨＦガスの供給を停止し反応管内を真空排気し、
さらに窒素置換を充分に行なってから試料を取り出した
。前記測定器により膜厚を測定し、エツチング前の膜厚
との差をエツチング時間で割ってエツチング速度を求め
た。第２図に、種々の温度で上記実験を繰り返して行な
って得られたエツチング速度の温度依存性を示した。多
結晶Ｓｉは実質６００℃以上の温度でエツチングされ、
温度が高くなるほどエツチング速度が増加する。一方、
Ｓｉｎ、とＳＬ、Ｎ４はいずれの温度においても全くエ
ツチングされない。また、６００℃でのエツチング速度
は数人／ｍｉｎであるのに対し、９００℃では約６００
人／ｍｉｎと高速でエツチングでき、温度を変化させる
ことによって任意のエツチング速度を選択することがで
きる。
本実施例によれば、５ｉｎ２やＳｉ、Ｎ４に対して優れ
た選択比でＳｉをエツチングできる。また、エツチング
速度の制御性が良いため所望の量だけエツチング除去す
ること、すなわち予め２０００人あった多結晶Ｓｉを１
０００人だけエツチング除去して１０００人残すことが
可能であり、エツチング方法として極めて効果的である
。
た選択比でＳｉをエツチングできる。また、エツチング
速度の制御性が良いため所望の量だけエツチング除去す
ること、すなわち予め２０００人あった多結晶Ｓｉを１
０００人だけエツチング除去して１０００人残すことが
可能であり、エツチング方法として極めて効果的である
。
本発明によれば、ＨＦガスによる熱励起反応だけでＳＬ
のエツチングを制御性よく、かつ、Ｓｉｏ、やＳｉ、Ｎ
、をエツチングすることなく実現できる。また光あるい
はプラズマの発生などのエネルギー源を必要とせず、こ
のような発生源を備えた複雑で高価な装置を必要としな
い利点もある。
のエツチングを制御性よく、かつ、Ｓｉｏ、やＳｉ、Ｎ
、をエツチングすることなく実現できる。また光あるい
はプラズマの発生などのエネルギー源を必要とせず、こ
のような発生源を備えた複雑で高価な装置を必要としな
い利点もある。
第１図は、本発明に用いる装置の一例の構成図、第２図
は、本発明を説明するための多結晶シリコンのエツチン
グ速度の温度依存性を示す図である。 １・・・基板 ２・・・石英ボート３・・・
反応管 ４・・・ヒータ５・・・真空ポンプ
６・・・真空ポンプ７・・・ＨＦガスボンベ ８・
・・ＭＦＣ９・・・リボンヒータ １１・・・ＡＰＣ
代理人弁理士 中 村 純之助 第１図 第２図 炉内遷席（０す
は、本発明を説明するための多結晶シリコンのエツチン
グ速度の温度依存性を示す図である。 １・・・基板 ２・・・石英ボート３・・・
反応管 ４・・・ヒータ５・・・真空ポンプ
６・・・真空ポンプ７・・・ＨＦガスボンベ ８・
・・ＭＦＣ９・・・リボンヒータ １１・・・ＡＰＣ
代理人弁理士 中 村 純之助 第１図 第２図 炉内遷席（０す
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、無水フッ化水素ガスをシリコンと接触させることに
より、上記シリコンの露出された部分をエッチングする
ことを特徴とするシリコンのエッチング方法。 ２、上記接触は６００℃以上の温度で行なうことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のシリコンのエッチン
グ方法。 ３、上記接触は６００〜９５０℃の範囲の温度で行なう
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシリコン
のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25066887A JPH0194624A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | シリコンのエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25066887A JPH0194624A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | シリコンのエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0194624A true JPH0194624A (ja) | 1989-04-13 |
Family
ID=17211271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25066887A Pending JPH0194624A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | シリコンのエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0194624A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04366196A (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-18 | Central Glass Co Ltd | Ｈｆガスによる珪素のクリーニング方法 |
| JPH09190999A (ja) * | 1995-12-29 | 1997-07-22 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
-
1987
- 1987-10-06 JP JP25066887A patent/JPH0194624A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04366196A (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-18 | Central Glass Co Ltd | Ｈｆガスによる珪素のクリーニング方法 |
| JPH09190999A (ja) * | 1995-12-29 | 1997-07-22 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| US5994238A (en) * | 1995-12-29 | 1999-11-30 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for fabricating semiconductor device with control of oxide to silicon etching selectivity |
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