JPH0670994B2 - 半導体基板のエッチング方法 - Google Patents

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
体基板のエッ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ッ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。ドライエッチほど急激な変化
はみせていないが、いわゆるウェットエッチングも重要
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。ウェットエッチングとは、エッチング液
中に半導体基板を浸漬した後、不必要な基板表面の薄膜
をエッ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１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
ウム水溶液（NH4F）とを1:6の割合で混ぜ、溶液温度を2
5℃に保ったエッチング液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100nmのエッチングレート
でシリコン酸化膜10のエッチングがなされる。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
ンをエッ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。
また酸化膜のエッ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、ウェットエッチングは古くて安定した技術として
知られている、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、エッチング、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、エッチング
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ッ
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（120n
m）11が存在するシリコン基板１を前述のエッチング液
中に浸漬した時に発生し易い。つまりエッチング液はシ
リコン窒化膜11に対してはエッチングレートが遅く、シ
リコン酸化膜10が早くエッチングオフされ、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11
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のエッチン
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、エッ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をエッチング液中に
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、親水性を端部に有してい
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11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、エッチング後の
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ッチング方法
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、親水性領域を用
意し、半導体基板のエッチングが終了する直前に、エッ
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、半導体基板のエッチングが
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、エッ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図の実施例に基ずいて説明する。エッチング
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1:6の混合エッチング液２中に浸漬す
る。但し、エッチング開始前では、一部やはりシリコン
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。エッチング液２のシリコン酸化膜に対するエッチ
ングレートは１分間に約100nm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5m
m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ッ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
らのエッチング状況の監視あるいは方法は従来の方法を
用いれば十分である。またエッチング時間なども従来の
時間でよく、ようするにエッ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領域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
にも親水性領域を設置したのは、裏面側での異物の発生
あるいは付着を減少させるためであり、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
ッ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。一方、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、エッチング液に対し、被エッチ物と同等
もしくはそれ以下のエッチングレートを持つ方がよく、
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、半導体基板とエッチング液とのからみ
で発生する異物を親水性基板の法に付着させる事がで
き、さらにその状態で半導体基板のみをエッチング液中
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ッチング方法を示
す断面図、第２図は従来のエッ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。 １……シリコン基板、２……エッチング液、３……親水
性基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。