JPH0225250B2 - - Google Patents

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JPH0225250B2
JPH0225250B2 JP62093430A JP9343087A JPH0225250B2 JP H0225250 B2 JPH0225250 B2 JP H0225250B2 JP 62093430 A JP62093430 A JP 62093430A JP 9343087 A JP9343087 A JP 9343087A JP H0225250 B2 JPH0225250 B2 JP H0225250B2
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JP
Japan
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etching
solution
silicon
pyrocatechol
hydrogen peroxide
Prior art date
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Application number
JP62093430A
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English (en)
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JPS632328A (ja
Inventor
Biichiko Nikorasu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS632328A publication Critical patent/JPS632328A/ja
Publication of JPH0225250B2 publication Critical patent/JPH0225250B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02019—Chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H01L21/30608—Anisotropic liquid etching

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 この発明は、エツチング溶液に関するもので、
特に、シリコン・ウエーハにマスク・エレメント
を形成するためのエツチング溶液に関するもので
ある。
Ｂ 従来技術 現在の半導体技術は、フオトレジスト中に幅が
１ミクロン未満のライン・パターンを現像するこ
とが必要な高密度のデバイス・マスクを必要とす
る。このような細いラインを、封入ガラス・マス
クで形成することは、クロム侵食を制御するのに
必要なレジストの現像時にガラス媒体を通過する
光の屈折による問題がある。
シリコン・マスクを使用する電子線近接印刷技
術はこれらの問題がない。電子線マスクの例は、
本出願人に譲渡された米国特許第4342817号およ
び第4417946号明細書に記載されている。これら
の特許に示されたマスクは、厚み２ミクロンの膜
に形成された孔のパターンを有する。このため、
孔を通過する光は、空気以外の媒体を通過する光
のような屈折を受けることがない。このように、
フオトレジストは、現像時に、クロム・ガラスの
マスク媒体を使用した場合よりも、不規則性が少
ない。
引用した特許では、シリコン・マスクは、エチ
レンジアミン、ピロカテコール、水、および必要
があれば過酸化水素、からなるエツチング溶液を
用いた湿式エツチングにより形成される。具体的
にはこの溶液はピロカテコール72ｇ、エチレンジ
アミン630ml、水115ml、過酸化水素29mlからな
る。この溶液を約118℃の温度で使用すると、単
結晶シリコンの異方性エツチング剤となり、100
面は111面により約16倍速くエツチングされる。
Ｃ 発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、改良されたエツチング溶液
を用いたシリコンのエツチング法を提供すること
にある。
Ｄ 問題点を解決するための手段 この発明は、５成分系であり、エチレンジアミ
ンを用いない改良されたエツチング溶液を指向し
たものである。このエツチング溶液は、わずかに
ドーピングした単結晶シリコンを、毎分0.6±
0.05ミクロンのエツチ速度で優先的にエツチング
し、エツチングされているシリコン中の選択的に
ドーピングされたレベルで効果的にエツチングが
停止する。これは、この選択的にドーピングされ
たレベルのエツチ速数が毎分0.6ミクロンから、
毎分0.001ないし0.0006ミクロンに低下するため
である。このエツチング溶液は、エタノールアミ
ン、ピペリジン、水、ピロカテコールおよび30％
過酸化水素からなる。溶液は、エタノールアミン
28ml、ピペリジン２ml、水5.5ml、ピロカテコー
ル5.5ｇ、および過酸化水素0.25mlからなるもの
が好ましい。必要があれば、溶液に少量の長鎖界
面活性剤を添加してもよい。
Ｅ 実施例 エツチング溶液は、エタノールアミン、ピペリ
ジン、ピロカテコール、水および30％過酸化水素
からなる。溶液は、エタノールアミン28ml、ピペ
リジン２ml、水5.5ml、ピロカテコール5.5ｇ、お
よび過酸化水素0.25mlからなるものが好ましい。
この溶液は、次の方法で調製する。２の樹脂
製反応用フラスコに、コンデンサ、窒素のパージ
ラインおよび温度計を取付ける。このフラスコに
栓をして、20分間窒素でパージし、酸素をすべて
除去する。次にエタノールアミン925mlおよびピ
ペリジン66mlを、水181ml、ピロカテコール181ｇ
および長鎖の界面活性剤１mlをフラスコに導入
し、60〜70℃で20分間、または淡黄褐色になるま
で加熱する。この色は、ピロカテコールが完全に
溶解したことを示す。次に溶液を約70℃に加熱し
て、過酸化水素8.5mlをフラスコ中の溶液に加え、
約20分間、125℃±１℃に加熱する。これにより、
フラスコ内の溶液はエツチングに用いられる。
上記の溶液は、米国特許第4342817号明細書に
記載の方法で、Ｐ型のドーピングしたシリコン・
ウエーハに用いることができる。エツチングすべ
きシリコン・ウエーハを、125℃±１℃のエツチ
ング溶液に８〜10時間、またはエツチング溶液の
液面の泡立ちが停止するまで浸漬する。エツチン
グ溶液の液面の泡立ちが停止すると、露出したシ
リコンのエツチングは完了し、ウエーハを溶液か
ら取出し、すすいで乾燥することができる。
この溶液は、成分の濃度を管理すれば、ウエー
ハ上の沈でんまたはヒロツクを除去する特性を有
することも判明した。たとえば、主成分であるピ
ロカテコールは、含水シリカのキレート化のた
め、過剰に存在しなければならない。実験によれ
ば、溶液中に含水シリコンの含有量が６ｇ／を
超えると、ウエーハの表面に沈でんを生ずる。
含水シリコンの濃度をこのレベル未満に維持す
るか、ピロカテコールの濃度を15％増加させるこ
とにより、ウエーハ表面上のシリコンの沈でんを
防止することができる。
上記の、この発明による溶液を使用してエツチ
ングを行う際に起る反応は、(1)酸化、(2)ピロカテ
コールとのキレート化によるシリコピロカテコー
ルの生成、および(3)強いアミン溶媒による錯体の
溶解である。過酸化水素（30％）はこのエツチン
グ溶液中でピロカテコールと反応することにより
キノンに類似の化合物（RO2）または他の化合物
を生成し、この化合物は水酸イオンがシリコンを
酸化してSi（OH）= 6を形成するのを助けるため、
エツチング速度を必要な速度に増大させるために
用いられる。強い酸化剤である過酸化水素は、シ
リコンのエツチングには直接関与しない。これ
は、浴の作製中に速やかに分解してH2O＋O2と
なり、長時間高温のアルカリ性溶液中に存在する
ことができず、エツチング中は浴中に存在しない
ためである。浴の調製時にH2O2を増減すること
により、エツチ速度を変化させることができる。
反 応 イオン化 HO（CH2）2NH2＋H2O →HO（CH2）2NH3 +＋（OH）- 酸 化 (1) Si＋2OH-＋RO2＋4H2O→Si（OH）= 6＋Ｒ
（OH）2＋H2 キレート化 (2) Si（OH）= 6＋3C6H4（OH）2→Si（C6H4O2）= 3＋
6H2O (3) 高温のアルカリ性アミン溶媒に可溶 好ましい実施例が、特定の温度および溶液濃
度で実施されるように述べたが、この発明の概
念および範囲内で、他の組合わせおよび温度を
容易に用いることができること、ならびにこの
ような変更を行うための方法の適用と、溶液の
変更を行うことができることは、当業者にとつ
ては自明である。
Ｆ 発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、エタ
ノールアミン、ピロカテコール、水、ピペリジン
および過酸化水素を含むエツチング溶液を用いた
改善されたシリコンのエツチング法が提供され
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (a) エタノールアミン、ピロカテコール、
    水、ピペリジンおよび過酸化水素を含むエツチ
    ング溶液を用意し、 (b) 上記エツチング溶液を、所望のエツチング・
    パターンを生じさせるに十分な時間と温度でシ
    リコンに接触させる工程を有する、 シリコンのエツチング方法。
JP62093430A 1986-06-18 1987-04-17 シリコンのエツチング方法 Granted JPS632328A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/875,833 US4929301A (en) 1986-06-18 1986-06-18 Anisotropic etching method and etchant
US875833 2001-06-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS632328A JPS632328A (ja) 1988-01-07
JPH0225250B2 true JPH0225250B2 (ja) 1990-06-01

Family

ID=25366439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62093430A Granted JPS632328A (ja) 1986-06-18 1987-04-17 シリコンのエツチング方法

Country Status (3)

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US (1) US4929301A (ja)
EP (1) EP0249767A3 (ja)
JP (1) JPS632328A (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
US4929301A (en) 1990-05-29
JPS632328A (ja) 1988-01-07
EP0249767A3 (en) 1988-06-29
EP0249767A2 (en) 1987-12-23

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