JPH0610161A - Etching solution composition for thin al-si film - Google Patents
Etching solution composition for thin al-si filmInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の製造に用
いられるAl−Si薄膜のエッチング液組成物に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Al-Si thin film etching solution composition used in the manufacture of semiconductor devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、半導体素子の製造工程でAl−S
i電極形成のエッチングは、Alのエッチングと残渣S
iのエッチングの2段階エッチングで行なわれていた。
すなわち、湿式エッチングと乾式エッチング、および乾
式エッチングで2種類のガスを使用する方法が用いられ
ており、ともに高価な乾式エッチング装置が必要である
という問題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, Al-S has been used in the manufacturing process of semiconductor devices.
The etching for forming the i-electrode is performed by etching Al and removing the residue S.
It was performed by the two-step etching of the etching of i.
That is, the wet etching, the dry etching, and the method of using two kinds of gases in the dry etching are used, and both have a problem that an expensive dry etching apparatus is required.
【0003】前記湿式エッチングは、燐酸溶液のみ、あ
るいは燐酸、硝酸、酢酸および水の混合液を用いて行な
われる。燐酸溶液のみの場合にはAlと燐酸の反応で多
量に発生する水素ガスの気泡がAl−Si表面に付着
し、エッチング残りが生じるので、スプレー法、減圧法
などにより気泡を除去しながらエッチングする方法が用
いられる。スプレー法は燐酸溶液をノズルを通して、A
l−Si表面に吹き付ける方法である。減圧法はAlと
の反応で発生する水素ガスを真空ポンプを用いて除去す
る方法である。The wet etching is performed using only a phosphoric acid solution or a mixed solution of phosphoric acid, nitric acid, acetic acid and water. When only the phosphoric acid solution is used, a large amount of hydrogen gas bubbles generated by the reaction between Al and phosphoric acid adhere to the Al-Si surface, leaving an etching residue. Therefore, etching is performed while removing the bubbles by a spray method, a pressure reduction method, or the like. A method is used. In the spray method, phosphoric acid solution is passed through a nozzle to
This is a method of spraying on the 1-Si surface. The depressurization method is a method of removing hydrogen gas generated by the reaction with Al using a vacuum pump.
【0004】燐酸、硝酸、酢酸および水の混合液を使用
する場合には、混合液の粘度が燐酸のみの場合より低い
ために、Alとの反応で発生する水素ガスが液表面に抜
けやすく、簡易な方法でエッチングできるという利点が
ある。When a mixed solution of phosphoric acid, nitric acid, acetic acid and water is used, since the viscosity of the mixed solution is lower than that of phosphoric acid alone, hydrogen gas generated by the reaction with Al easily escapes to the liquid surface, There is an advantage that etching can be performed by a simple method.
【0005】乾式エッチングは、プラズマエッチング装
置、あるいは反応性スパッタエッチング装置を用い、エ
ッチングガス(CF4 ガス、あるいはCF4 とO2 との
混合ガス)を活性化して、Siと反応させて除去する方
法である。In the dry etching, a plasma etching apparatus or a reactive sputter etching apparatus is used to activate an etching gas (CF 4 gas or a mixed gas of CF 4 and O 2 ) to react with Si and remove it. Is the way.
【0006】以下、図面を参照しながら、上述した従来
のエッチング方法を説明する。図3に湿式エッチングと
乾式エッチングの2段階エッチングによるエッチング方
法を図示する。この2段階エッチングによる方法では、
湿式エッチングによりAl−Siをエッチングすると基
板1上にSi残渣2が残り、その断面は図3(A)に示
すような形状になる。図3(A)において、3はパター
ニングされたAl−Si薄膜、4はこのAl−Si薄膜
3の上に形成されたレジストである。そこで、残ったS
i残渣2を乾式エッチングにより除去すると、図3
(B)に示すような形状になり、最終的にはAl−Si
薄膜3上のレジスト4が除去されて図3(C)に示すよ
うになる。The above-mentioned conventional etching method will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 illustrates an etching method using two-step etching including wet etching and dry etching. In this two-step etching method,
When Al—Si is etched by wet etching, Si residue 2 remains on the substrate 1 and its cross section has a shape as shown in FIG. In FIG. 3A, 3 is a patterned Al-Si thin film, and 4 is a resist formed on this Al-Si thin film 3. So the remaining S
When i residue 2 is removed by dry etching, as shown in FIG.
The shape is as shown in (B), and finally Al-Si
The resist 4 on the thin film 3 is removed and the structure shown in FIG.
【0007】前記乾式エッチングは反応性スパッタエッ
チング装置を使用し、CCl4 系ガスを用いてAl−S
i薄膜をエッチングすると図3(A)に示すようにSi
残渣2が残る。次いでCF4 ガス系を用いてSi残渣2
をエッチング除去すると図3(B)に示すようになる。In the dry etching, a reactive sputter etching apparatus is used, and CCl 4 gas is used to produce Al-S.
When the i thin film is etched, as shown in FIG.
Residue 2 remains. Then, using a CF 4 gas system, Si residue 2
Is removed by etching, as shown in FIG.
【0008】しかしながらいずれの方法でも、Al−S
i薄膜をエッチングするためには高価な乾式エッチング
装置が必要であった。However, with either method, Al--S
An expensive dry etching apparatus is required to etch the i thin film.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題を解決するもので、Al−Si電極や配線のエッチン
グ加工を高価な設備を必要することなく簡易な方法で実
施できるAl−Si薄膜のエッチング液組成物を提供す
ることを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve such a problem. An Al-Si thin film can be used for etching Al-Si electrodes and wirings by a simple method without requiring expensive equipment. The present invention is intended to provide an etching solution composition of
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のエッチング液組成物は、弗酸、硝酸および水
の混合物で構成されることを要旨とするものである。ま
た本発明は、混合物の容量比が弗酸10、硝酸250、
水60であることを要旨とするものである。In order to solve this problem, the gist of the etching solution composition of the present invention is to be composed of a mixture of hydrofluoric acid, nitric acid and water. In the present invention, the volume ratio of the mixture is 10: hydrofluoric acid, 250: nitric acid,
The summary is that the water is 60.
【0011】[0011]
【作用】本発明は上記した構成によって、従来AlとS
iの2段階でエッチング処理していたAl−Si薄膜の
エッチング処理を1回のエッチングで行なえる。そし
て、本発明のAl−Si薄膜のエッチング液組成物を半
導体素子のAl−Si電極、および配線の加工に適用す
れば、高価なエッチング装置を用いることなく処理で
き、かつ工程の簡略化が図ることができる。According to the present invention, according to the above-mentioned constitution, the conventional Al and S
It is possible to perform the etching treatment of the Al—Si thin film, which has been subjected to the etching treatment in the two stages of i, by one etching. When the Al-Si thin film etching solution composition of the present invention is applied to the processing of Al-Si electrodes and wirings of a semiconductor element, it can be processed without using an expensive etching apparatus and the process can be simplified. be able to.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。図1は本発明の実施例を示す各工程毎の
断面図を示したものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing each step of the embodiment of the present invention.
【0013】図1(A)において、基板として例えばガ
ラス基板を用い、このガラス基板11上にガラス基板11か
らの不純物原子の析出を防ぐとともにエッチング液でガ
ラス基板11がダメージを受けないようにするためにスパ
ッタ法により酸化タンタル12を全面に堆積する。In FIG. 1A, a glass substrate, for example, is used as a substrate to prevent the deposition of impurity atoms from the glass substrate 11 on the glass substrate 11 and prevent the glass substrate 11 from being damaged by the etching solution. Therefore, tantalum oxide 12 is deposited on the entire surface by sputtering.
【0014】次に、図1(B)に示すように酸化タンタ
ル12の上からシリコンを2%含んだAl−Si薄膜13を
200nmの膜厚で全面に堆積する。堆積方法としては
スパッタ法や電子ビーム蒸着法などが用いられる。Next, as shown in FIG. 1B, an Al--Si thin film 13 containing 2% of silicon is deposited on the entire surface of tantalum oxide 12 to a thickness of 200 nm. As a deposition method, a sputtering method, an electron beam evaporation method, or the like is used.
【0015】そして、図1(C)に示すように通常のフ
ォトリソグラフィー法を用いて、Al−Si薄膜13の上
に所望のレジストパターン14を形成する。このときフォ
トレジストのポストベーク温度もエッチング形状に大き
な影響を与えるが、ここでは130℃でポストベークを
行なった。Then, as shown in FIG. 1C, a desired resist pattern 14 is formed on the Al--Si thin film 13 by using a normal photolithography method. At this time, the post-baking temperature of the photoresist has a great influence on the etching shape, but the post-baking is performed at 130 ° C. here.
【0016】そして、図1(D)に示すようにエッチン
グ液として濃度60%の硝酸(HNO3 )、濃度50%
の弗酸(HF)、酢酸(CH3 COOH)、水(H
2 O)を容量混合し、室温にてAl−Si薄膜13をパタ
ーニングする。Then, as shown in FIG. 1D, nitric acid (HNO 3 ) with a concentration of 60% and 50% with an etching solution are used.
Hydrofluoric acid (HF), acetic acid (CH 3 COOH), water (H
2 O) is mixed by volume, and the Al—Si thin film 13 is patterned at room temperature.
【0017】最終的には図1(E)に示すようにAl−
Si薄膜13上のレジストパターン14が除去される。表1
に60%HNO3 (250ml)、CH3 COOH(1
25ml)およびH2 O(125ml)から構成される
ベース液に、50%HFを異なった量で混合した場合の
エッチング時間、エッチング状態およびレジストの密着
性を示す。Finally, as shown in FIG. 1 (E), Al-
The resist pattern 14 on the Si thin film 13 is removed. Table 1
60% HNO 3 (250 ml), CH 3 COOH (1
The etching time, the etching state, and the adhesiveness of the resist when 50% HF is mixed in different amounts in a base liquid composed of 25 ml) and H 2 O (125 ml) are shown.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】表1よりAl−2%Si薄膜はHFの混合
量が多すぎても、あるいは少なすぎてもエッチングされ
ずに残り、表1中の試料の内、HFの混合量が10ml
である場合が最も良い結果が得られた。このようにSi
残渣のないエッチングができるのは、Al−Si薄膜中
のSiが硝酸との反応によりSi酸化物となり、これが
混合したHFと反応してエッチング除去されたと考えら
れる。一方、HFの混合量が多くても少なくてもSi残
渣が残り、これは混合液によって不動態膜が形成される
ことを示している。From Table 1, the Al-2% Si thin film remains unetched even if the amount of HF mixed is too large or too small, and among the samples in Table 1, the amount of HF mixed is 10 ml.
The best results were obtained. Thus Si
It is considered that the residue-free etching is possible because the Si in the Al—Si thin film reacts with nitric acid to form a Si oxide, which reacts with the mixed HF and is removed by etching. On the other hand, Si residue remains when the amount of HF mixed is large or small, which indicates that a passive film is formed by the mixed solution.
【0020】表2に50%HF(10ml)、60%H
NO3 (250ml)から構成されるベース液に、CH
3 COOHおよびH2 Oを異なった量で混合した場合の
エッチング時間、エッチング状態およびレジストの密着
性を示す。In Table 2, 50% HF (10 ml), 60% H
CH 3 is added to the base solution composed of NO 3 (250 ml)
The etching time, etching state and adhesiveness of resist when 3 COOH and H 2 O are mixed in different amounts are shown.
【0021】[0021]
【表2】 [Table 2]
【0022】表2よりAl−2%Si薄膜はH2 Oを6
0ml以上混合したエッチング液では、Si残渣がない
か、あっても極僅かであり、レジスト剥離がない良好な
エッチングができる。From Table 2, the Al-2% Si thin film contains 6% H 2 O.
With an etching solution mixed with 0 ml or more, there is no Si residue, or even if there is, it is very small, and good etching can be performed without resist peeling.
【0023】上記の混合量のエッチング液を用いて、A
l−2%Si薄膜をエッチングした場合の走査型電子顕
微鏡写真を図2に示す。図2(A)はSi残渣が生じな
かったときの例、図2(B)はSi残渣が残った場合の
例を示す。これらの図において、広がっているのがガラ
ス基板であり、その上部にAl−2%Si薄膜がある。
図2(B)ではガラス基板上にSi残渣があるが、図2
(A)ではガラス基板上のSi残渣が除去されているの
がわかる。Using the above-mentioned mixed amount of the etching solution, A
FIG. 2 shows a scanning electron microscope photograph when the 1-2% Si thin film was etched. 2A shows an example when no Si residue is generated, and FIG. 2B shows an example when the Si residue remains. In these figures, the glass substrate is widened, and an Al-2% Si thin film is formed on the glass substrate.
Although there is a Si residue on the glass substrate in FIG.
In (A), it can be seen that the Si residue on the glass substrate has been removed.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来Al
とSiの2段階でエッチング処理していたAl−Si薄
膜のエッチング処理を1回のエッチングで行なえる。そ
して、本発明のAl−Si薄膜のエッチング液組成物を
半導体素子のAl−Si電極、および配線の加工に適用
すれば、高価なエッチング装置を用いることなく処理で
き、かつ工程の簡略化が図ることができ、実用上の効果
は大きい。As described above, according to the present invention, conventional Al
The etching treatment of the Al-Si thin film, which has been subjected to the etching treatment in two steps of Si and Si, can be performed by one etching. When the Al-Si thin film etching solution composition of the present invention is applied to the processing of Al-Si electrodes and wirings of a semiconductor element, it can be processed without using an expensive etching apparatus and the process can be simplified. It is possible, and the practical effect is great.
【図1】(A)〜(E)は本発明のエッチング液で処理
したAl−Si薄膜の各工程毎の断面図である。1A to 1E are cross-sectional views of an Al—Si thin film treated with the etching solution of the present invention in each step.
【図2】(A)は本発明のエッチング液で処理したAl
−Si薄膜のエッチング後のSi残渣が除去された走査
電子顕微鏡写真、(B)は本発明のエッチング液で処理
したAl−Si薄膜のエッチング後のSi残渣の残った
走査電子顕微鏡写真である。FIG. 2A is Al treated with the etching solution of the present invention.
The scanning electron microscope photograph in which the Si residue after the etching of the -Si thin film was removed, and (B) is the scanning electron microscope photograph in which the Si residue after the etching of the Al-Si thin film treated with the etching solution of the present invention remained.
【図3】(A)〜(C)は従来のエッチング方法で2度
の処理でAl−Si薄膜をエッチングした断面図であ
る。3A to 3C are cross-sectional views in which an Al-Si thin film is etched by a conventional etching method twice.
【符号の説明】 11 ガラス基板 12 酸化タンタル 13 Al−Si薄膜 14 レジストパターン[Explanation of symbols] 11 glass substrate 12 tantalum oxide 13 Al-Si thin film 14 resist pattern
Claims (2)
ることを特徴とするAl−Si薄膜のエッチング液組成
物。1. An etching solution composition for an Al--Si thin film, which is composed of a mixture of hydrofluoric acid, nitric acid and water.
0、水60であることを特徴とする請求項1記載のAl
−Si薄膜のエッチング液組成物。2. The volume ratio of the mixture is hydrofluoric acid 10 and nitric acid 25.
2. Al according to claim 1, characterized in that it is 0 and water 60.
-Si thin film etching solution composition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4193299A JPH0610161A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Etching solution composition for thin al-si film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4193299A JPH0610161A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Etching solution composition for thin al-si film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0610161A true JPH0610161A (en) | 1994-01-18 |
Family
ID=16305608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4193299A Pending JPH0610161A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Etching solution composition for thin al-si film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0610161A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009253000A (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Method of manufacturing semiconductor device |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4193299A patent/JPH0610161A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009253000A (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Method of manufacturing semiconductor device |
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