JPH04115530A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04115530A JPH04115530A JP2236541A JP23654190A JPH04115530A JP H04115530 A JPH04115530 A JP H04115530A JP 2236541 A JP2236541 A JP 2236541A JP 23654190 A JP23654190 A JP 23654190A JP H04115530 A JPH04115530 A JP H04115530A
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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】
〔概 要〕
シリコン窒化膜を熱燐酸溶液によりエツチングする方法
に関し。
に関し。
該熱燐酸溶液の濃度および温度を一定に維持することを
目的とし。
目的とし。
半導体装置基板に形成されたシリコン窒化膜を処理槽中
において加熱された所定濃度の燐酸溶液中に浸漬してエ
ツチングする工程において、該燐酸溶液が所定温度より
高い第１の設定温度に達したことを検出した場合には、
前記所定濃度より低濃度の燐酸溶液を該処理槽中に供給
し、該燐酸溶液が前記所定温度より低い第２の設定温度
に達したことを検出した場合には、該処理槽に対する該
低濃度燐酸溶液の供給を停止するように構成する。
において加熱された所定濃度の燐酸溶液中に浸漬してエ
ツチングする工程において、該燐酸溶液が所定温度より
高い第１の設定温度に達したことを検出した場合には、
前記所定濃度より低濃度の燐酸溶液を該処理槽中に供給
し、該燐酸溶液が前記所定温度より低い第２の設定温度
に達したことを検出した場合には、該処理槽に対する該
低濃度燐酸溶液の供給を停止するように構成する。
本発明は、シリコン窒化膜を熱燐酸溶液によりエツチン
グする方法に関する。
グする方法に関する。
半導体装置の製造においては、シリコンの選択酸化用マ
スクあるいは絶縁膜としてシリコン窒化膜が用いられて
いる。このシリコン窒化膜の除去において、とくにシリ
コン酸化膜との選択的な除去に有効な方法として、熱燐
酸溶液によるエツチングが用いられている。
スクあるいは絶縁膜としてシリコン窒化膜が用いられて
いる。このシリコン窒化膜の除去において、とくにシリ
コン酸化膜との選択的な除去に有効な方法として、熱燐
酸溶液によるエツチングが用いられている。
上記エツチングは９通常、シリコン窒化膜が形成された
半導体装置基板を、百数十°Ｃ程度の沸騰状態の燐酸の
水溶液に浸漬して行われる。したがって、水の蒸発損失
により燐酸溶液は濃縮されるため、低濃度の燐酸溶液を
一定量ずつ間歇的に供給する方法が採られていた。この
場合、燐酸溶液は、一定温度を保つように加熱が行われ
るのであるが、上記供給直後に燐酸溶液が沸点以下に低
下する。これにともなってエツチング速度が低下すのた
め、エツチング時間に余裕を見込んで浸漬が行われてい
た。
半導体装置基板を、百数十°Ｃ程度の沸騰状態の燐酸の
水溶液に浸漬して行われる。したがって、水の蒸発損失
により燐酸溶液は濃縮されるため、低濃度の燐酸溶液を
一定量ずつ間歇的に供給する方法が採られていた。この
場合、燐酸溶液は、一定温度を保つように加熱が行われ
るのであるが、上記供給直後に燐酸溶液が沸点以下に低
下する。これにともなってエツチング速度が低下すのた
め、エツチング時間に余裕を見込んで浸漬が行われてい
た。
（発明が解決しようとする課題〕
その結果、エツチング時間が長くなり、また。
燐酸溶液が沸点に達している場合には、エツチングが過
剰になってサイドエツチングが生じて、パターン寸法に
誤差を生じたり、あるいは、下地のシリコン酸化膜等が
侵食されたりする。このような不安定性のために、半導
体装置の特性にバラツキが生じ、かつ、製造歩留りを低
下させる問題があった。
剰になってサイドエツチングが生じて、パターン寸法に
誤差を生じたり、あるいは、下地のシリコン酸化膜等が
侵食されたりする。このような不安定性のために、半導
体装置の特性にバラツキが生じ、かつ、製造歩留りを低
下させる問題があった。
本発明は、上記問題点を解決し、熱燐酸溶液によるシリ
コン窒化膜のエツチング工程を能率化するとともに安定
化し、以て半導体装置の特性の均一および製造歩留りの
向上を可能とすることを目的とする。
コン窒化膜のエツチング工程を能率化するとともに安定
化し、以て半導体装置の特性の均一および製造歩留りの
向上を可能とすることを目的とする。
上記目的は、半導体装置基板に形成されたシリコン窒化
膜を処理槽中において加熱された所定濃度の燐酸溶液中
に浸漬してエツチングする工程を含み、該エツチング工
程において、該燐酸溶液が所定温度より高い第１の設定
温度に達したことを検出した場合には、前記所定濃度よ
り低濃度の燐酸溶液を該処理槽中に供給し、該燐酸溶液
が前記所定温度より低い第２の設定温度に達したことを
検出した場合には、該処理槽に対する該低濃度燐酸溶液
の供給を停止することを特徴とする本発明に係る半導体
装置の製造方法によって達成される。
膜を処理槽中において加熱された所定濃度の燐酸溶液中
に浸漬してエツチングする工程を含み、該エツチング工
程において、該燐酸溶液が所定温度より高い第１の設定
温度に達したことを検出した場合には、前記所定濃度よ
り低濃度の燐酸溶液を該処理槽中に供給し、該燐酸溶液
が前記所定温度より低い第２の設定温度に達したことを
検出した場合には、該処理槽に対する該低濃度燐酸溶液
の供給を停止することを特徴とする本発明に係る半導体
装置の製造方法によって達成される。
燐酸水溶液を、水の補給をせずに加熱して沸騰させた場
合９次第に燐酸が濃縮され、それにともつなって沸点が
上昇する。そこで、所定濃度に対応する沸点を超えたこ
とを検出したときに、低濃度の燐酸溶液を供給する。こ
れにより濃度が低下するとともに、溶液温度が低下する
。溶液温度が所定設定値まで低下したら、低濃度燐酸溶
液の供給を、溶液温度が再び前記沸点を超えるまで停止
する。このようにして、前記所定の沸点を基準にして、
溶液の温度および濃度を所定範囲内に制御し、シリコン
窒化膜のエツチング速度を一定に維持可能とする。
合９次第に燐酸が濃縮され、それにともつなって沸点が
上昇する。そこで、所定濃度に対応する沸点を超えたこ
とを検出したときに、低濃度の燐酸溶液を供給する。こ
れにより濃度が低下するとともに、溶液温度が低下する
。溶液温度が所定設定値まで低下したら、低濃度燐酸溶
液の供給を、溶液温度が再び前記沸点を超えるまで停止
する。このようにして、前記所定の沸点を基準にして、
溶液の温度および濃度を所定範囲内に制御し、シリコン
窒化膜のエツチング速度を一定に維持可能とする。
従来、燐酸溶液の比重によって濃度を管理する方法に関
する発明（特開昭５７−９４５７４） 、蒸発損失分の
水の補給を、燐酸溶液の液面レベルを検出して行う発明
（特開昭６ｌ−１３４０２７） 、あるいは、圧力釜内
を用いて燐酸溶液からの水分の逸出を回避する発明（特
開昭６２−１７７９２８）等があるが１本発明のような
、沸点検出と低濃度燐酸溶液の供給とを組合せた方法は
見当たらない。
する発明（特開昭５７−９４５７４） 、蒸発損失分の
水の補給を、燐酸溶液の液面レベルを検出して行う発明
（特開昭６ｌ−１３４０２７） 、あるいは、圧力釜内
を用いて燐酸溶液からの水分の逸出を回避する発明（特
開昭６２−１７７９２８）等があるが１本発明のような
、沸点検出と低濃度燐酸溶液の供給とを組合せた方法は
見当たらない。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の原理説明図であって１例えば石英から
成る処理槽２の内部には、所定濃度の燐酸水溶液１が充
填されている。燐酸水溶液１は。
成る処理槽２の内部には、所定濃度の燐酸水溶液１が充
填されている。燐酸水溶液１は。
例えば耐蝕性の投げ込み式のヒータ３によって。
上記濃度における沸点に加熱される。燐酸水溶液１の温
度は、温度センサ５によって検出され、検出信号が制御
装置６に送られる。
度は、温度センサ５によって検出され、検出信号が制御
装置６に送られる。
制御装置６は、燐酸水溶液１の温度が前記沸点を超えた
ことが検出されてから、所定時間り経過後に、燐酸溶液
供給装置４に対して、低濃度燐酸溶液の供給を指示する
。これにより、燐酸溶液供給装置４から処理槽２に一定
流量で低濃度燐酸が流入する。燐酸水溶液ｌは図示しな
い手段によって撹拌されており、上記低濃度燐酸溶液の
供給により温度が低下する。
ことが検出されてから、所定時間り経過後に、燐酸溶液
供給装置４に対して、低濃度燐酸溶液の供給を指示する
。これにより、燐酸溶液供給装置４から処理槽２に一定
流量で低濃度燐酸が流入する。燐酸水溶液ｌは図示しな
い手段によって撹拌されており、上記低濃度燐酸溶液の
供給により温度が低下する。
温度センサ５により、燐酸水溶液１の温度が。
例えば前記沸点より所定値だけ低くなったことが検出さ
れると、制御装置６は燐酸溶液供給装置４に対して、低
濃度燐酸の供給停止を指示する。この状態で、ヒータ３
による加熱が続けられ１燐酸水溶液１の温度が上昇し、
再び沸騰状態になる。
れると、制御装置６は燐酸溶液供給装置４に対して、低
濃度燐酸の供給停止を指示する。この状態で、ヒータ３
による加熱が続けられ１燐酸水溶液１の温度が上昇し、
再び沸騰状態になる。
そして、燐酸水溶液１が１前記沸点に達すると。
上記と同様に、燐酸溶液供給装置４からの低濃度燐酸溶
液の供給が行われる。このようにして、燐酸水溶液１の
濃度および温度が所定値に制御される。
液の供給が行われる。このようにして、燐酸水溶液１の
濃度および温度が所定値に制御される。
なお、上記において所定時間ｔは、この間に燐酸水溶液
１が沸騰状態に達するに必要な時間であって、処理槽２
内における燐酸水溶液１の量およびヒータ３の発熱量の
兼ね合いで適当な時間が選ばれる。この時間ｔの間に、
燐酸水溶液１の温度は前記沸点からΔＴ、（’Ｃ）だけ
上昇する。しだがって、燐酸溶液供給装置４からの低濃
度燐酸溶液の供給が開始される温度は、前記沸点に対し
てΔＴ１だけ高く設定されていることに相当する。また
。
１が沸騰状態に達するに必要な時間であって、処理槽２
内における燐酸水溶液１の量およびヒータ３の発熱量の
兼ね合いで適当な時間が選ばれる。この時間ｔの間に、
燐酸水溶液１の温度は前記沸点からΔＴ、（’Ｃ）だけ
上昇する。しだがって、燐酸溶液供給装置４からの低濃
度燐酸溶液の供給が開始される温度は、前記沸点に対し
てΔＴ１だけ高く設定されていることに相当する。また
。
前記低濃度燐酸溶液の供給停止のタイミングを決めるた
めの温度ｒｚ（’ｃ）は、前記沸点にできるだけ近いこ
とが望ましいが、ヒータ３による温度制御の変動幅ΔＴ
、よりは小さくはできない。したがって、前記沸点に対
しΔＴ２（〉ΔＴ、）程度低い値に設定されることにな
る。
めの温度ｒｚ（’ｃ）は、前記沸点にできるだけ近いこ
とが望ましいが、ヒータ３による温度制御の変動幅ΔＴ
、よりは小さくはできない。したがって、前記沸点に対
しΔＴ２（〉ΔＴ、）程度低い値に設定されることにな
る。
燐酸溶液供給装置４からの低濃度燐酸溶液の供給速度（
ｍｌ／ｍ１ｎ）は、処理槽２からの水蒸気の損失を補う
ことができる値でなければならないが、この供給速度が
過大であると、燐酸水溶液１の温度変動が増大する。し
たがって、必要最小の値に設定するのが望ましい。
ｍｌ／ｍ１ｎ）は、処理槽２からの水蒸気の損失を補う
ことができる値でなければならないが、この供給速度が
過大であると、燐酸水溶液１の温度変動が増大する。し
たがって、必要最小の値に設定するのが望ましい。
第２図は本発明の詳細な説明図であって、第１図を参照
して説明した構成のエツチング装置を用いる。例えば、
シリコンウェハのような半導体装置基板８の一表面には
、いわゆるＬＯＣＯ３法によりＳｉＯ□から成る分離絶
縁層（図示省略）が形成されており、このときの選択酸
化における耐酸化性マスクとして用いられたシリコン窒
化膜を除去しようとする。
して説明した構成のエツチング装置を用いる。例えば、
シリコンウェハのような半導体装置基板８の一表面には
、いわゆるＬＯＣＯ３法によりＳｉＯ□から成る分離絶
縁層（図示省略）が形成されており、このときの選択酸
化における耐酸化性マスクとして用いられたシリコン窒
化膜を除去しようとする。
処理槽２中の燐酸水溶液ｌの濃度は１例えば８３３重丸
である。この濃度の燐酸水溶液の沸点は約１５０°Ｃで
ある。予備実験によれば、この濃度および温度において
、燐酸水溶液によるシリコン窒化膜の工°ツチング速度
が最大（４６人／ｍ１ｎ）なり、これ以上の高濃度（例
えば９５重量％）では、同一温度でもエツチング速度が
低く（２２人／ｗｉｎ）なることが分かっている。
である。この濃度の燐酸水溶液の沸点は約１５０°Ｃで
ある。予備実験によれば、この濃度および温度において
、燐酸水溶液によるシリコン窒化膜の工°ツチング速度
が最大（４６人／ｍ１ｎ）なり、これ以上の高濃度（例
えば９５重量％）では、同一温度でもエツチング速度が
低く（２２人／ｗｉｎ）なることが分かっている。
上記濃度および温度の燐酸水溶液ｌ中に、シリコン窒化
膜が形成された半導体装置基板８を浸漬する。この間に
、燐酸水溶液１の温度が１５０ ’Ｃに達したことが検
出されてから１例えば５分後に。
膜が形成された半導体装置基板８を浸漬する。この間に
、燐酸水溶液１の温度が１５０ ’Ｃに達したことが検
出されてから１例えば５分後に。
燐酸溶液供給装置４から１例えば８０ｍ１／ｍｉｎの流
量で、８重量％の低濃度燐酸溶液を供給する。燐酸水溶
液１は１例えば送気管７から送入される窒素ガスのバブ
リングにより撹拌される。上記低濃度燐酸溶液は、特別
の加熱はされておらず、室温程度である。その結果、燐
酸水溶液１の温度が低下する。
量で、８重量％の低濃度燐酸溶液を供給する。燐酸水溶
液１は１例えば送気管７から送入される窒素ガスのバブ
リングにより撹拌される。上記低濃度燐酸溶液は、特別
の加熱はされておらず、室温程度である。その結果、燐
酸水溶液１の温度が低下する。
燐酸水溶液Ｉの温度が、１５０″Ｃがら２°Ｃ低下した
ことが検出されると、燐酸溶液供給装置４がらの低濃度
燐酸溶液の供給が停止される。この間において、燐酸水
溶液１はヒータ３による加熱が続けられている。したが
って、上記低濃度燐酸溶液が供給された後の一時期には
、濃度が８３重量％より低下し、その濃度に対応する沸
点を示すが、燐酸水溶液ｌからの水の蒸発により濃度が
上昇し、これとともに沸点が上昇する。そして、再び１
５０ ’Ｃに達したことが検出されると、前記と同様の
サイクルが反復して行われる。
ことが検出されると、燐酸溶液供給装置４がらの低濃度
燐酸溶液の供給が停止される。この間において、燐酸水
溶液１はヒータ３による加熱が続けられている。したが
って、上記低濃度燐酸溶液が供給された後の一時期には
、濃度が８３重量％より低下し、その濃度に対応する沸
点を示すが、燐酸水溶液ｌからの水の蒸発により濃度が
上昇し、これとともに沸点が上昇する。そして、再び１
５０ ’Ｃに達したことが検出されると、前記と同様の
サイクルが反復して行われる。
上記本発明の実施例においては、８３重量％の燐酸溶液
の沸点１５０°Ｃに対して、低濃度燐酸溶液の供給が開
始されるときの燐酸水溶液１の温度はΔＴＩ＝ １ （
”ｃ）だけ高く、供給停止するときの燐酸水溶液１の温
度はΔＴ、＝２（’ｃ）低く設定されている。これに対
応する燐酸水溶液工の濃度の変動は、８３重量％±２重
量％程度である。ただし、これらの設定温度は、前述の
ように、処理層内における燐酸溶液の量およびヒータの
発熱容量等、エツチング装置の構成によって異なること
は言うまでもない。
の沸点１５０°Ｃに対して、低濃度燐酸溶液の供給が開
始されるときの燐酸水溶液１の温度はΔＴＩ＝ １ （
”ｃ）だけ高く、供給停止するときの燐酸水溶液１の温
度はΔＴ、＝２（’ｃ）低く設定されている。これに対
応する燐酸水溶液工の濃度の変動は、８３重量％±２重
量％程度である。ただし、これらの設定温度は、前述の
ように、処理層内における燐酸溶液の量およびヒータの
発熱容量等、エツチング装置の構成によって異なること
は言うまでもない。
本発明によって濃度および温度が制御された燐酸水溶液
によりシリコン窒化膜を工・ノチングすることにより、
エツチング時間の余裕を見込む必要がなく、エツチング
工程の能率が向上される効果がある。また、過剰エツチ
ングが防止され、その結果、製品の均一性ならびに製造
歩留りを向上可能とする効果がある。また９本発明にお
いては。
によりシリコン窒化膜を工・ノチングすることにより、
エツチング時間の余裕を見込む必要がなく、エツチング
工程の能率が向上される効果がある。また、過剰エツチ
ングが防止され、その結果、製品の均一性ならびに製造
歩留りを向上可能とする効果がある。また９本発明にお
いては。
単に燐酸水溶液から失われた水を補充するだけでなく、
エツチングによって消耗する燐酸成分の補給も行われる
ため、エツチング条件の維持制御が容易であり、かつ、
燐酸水溶液の交換等の保守間隔を長くできる等の利点が
ある。
エツチングによって消耗する燐酸成分の補給も行われる
ため、エツチング条件の維持制御が容易であり、かつ、
燐酸水溶液の交換等の保守間隔を長くできる等の利点が
ある。
第１図は本発明の原理説明図。
第２図は本発明の詳細な説明図
である。
図において。
１は燐酸水溶液、 ２は処理槽。
３はヒータ、 ４は燐酸溶液供給装置５は温度センサ
、 ６は制御装置。 ７は送気管、 ８は半導体装置基板 である。
、 ６は制御装置。 ７は送気管、 ８は半導体装置基板 である。
Claims (1)
- 半導体装置基板に形成されたシリコン窒化膜を処理槽中
において加熱された所定濃度の燐酸溶液中に浸漬してエ
ッチングする工程を含み、該エッチング工程において、
該燐酸溶液が所定温度より高い第１の設定温度に達した
ことを検出した場合には、前記所定濃度より低濃度の燐
酸溶液を該処理槽中に供給し、該燐酸溶液が前記所定温
度より低い第２の設定温度に達したことを検出した場合
には、該処理槽に対する該低濃度燐酸溶液の供給を停止
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236541A JPH04115530A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 半導体装置の製造方法 |
| US07/752,357 US5188701A (en) | 1990-09-05 | 1991-09-03 | Method of fabricating semiconductor device |
| EP91308110A EP0474482A1 (en) | 1990-09-05 | 1991-09-04 | Process of wet etching of a silicon nitride layer |
| KR1019910015471A KR940002917B1 (ko) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | 반도체장치의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236541A JPH04115530A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04115530A true JPH04115530A (ja) | 1992-04-16 |
Family
ID=17002200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2236541A Pending JPH04115530A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 半導体装置の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5188701A (ja) |
| EP (1) | EP0474482A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04115530A (ja) |
| KR (1) | KR940002917B1 (ja) |
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- 1990-09-05 JP JP2236541A patent/JPH04115530A/ja active Pending
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- 1991-09-04 EP EP91308110A patent/EP0474482A1/en not_active Ceased
- 1991-09-05 KR KR1019910015471A patent/KR940002917B1/ko not_active IP Right Cessation
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| EP0474482A1 (en) | 1992-03-11 |
| US5188701A (en) | 1993-02-23 |
| KR920007127A (ko) | 1992-04-28 |
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