JPH0697153A - エッチング液及びそれを用いたエッチング方法 - Google Patents
エッチング液及びそれを用いたエッチング方法Info
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- JPH0697153A JPH0697153A JP24352992A JP24352992A JPH0697153A JP H0697153 A JPH0697153 A JP H0697153A JP 24352992 A JP24352992 A JP 24352992A JP 24352992 A JP24352992 A JP 24352992A JP H0697153 A JPH0697153 A JP H0697153A
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- Japan
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- etching
- etching rate
- silicon
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- pyrazine
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウェハ表面に面あれ等を発生させることな
く、シリコンエッチング速度を大きくし得るように調製
されたエッチング液及びそのエッチング液を用いてシリ
コンエッチング速度を調整し得るシリコン基板のエッチ
ング方法を提供する。 【構成】 本発明のエッチング液は、抱水ヒドラジンを
主成分とする基本浴に、ニッケルイオンやピラジンなど
の、エッチング速度を制御するためのエッチング速度制
御剤を故意に添加してなるもので、特にシリコンウェハ
のウェットエッチングに用いられる。そして、ニッケル
イオンやピラジンの含有率を調整することによってシリ
コンエッチング速度を調整する。 【効果】 ニッケルイオンやピラジンなどのエッチング
速度制御剤の含有率を調整するだけで、未添加の場合の
シリコンエッチング速度よりも数倍大きなシリコンエッ
チング速度を容易に得ることができる。
く、シリコンエッチング速度を大きくし得るように調製
されたエッチング液及びそのエッチング液を用いてシリ
コンエッチング速度を調整し得るシリコン基板のエッチ
ング方法を提供する。 【構成】 本発明のエッチング液は、抱水ヒドラジンを
主成分とする基本浴に、ニッケルイオンやピラジンなど
の、エッチング速度を制御するためのエッチング速度制
御剤を故意に添加してなるもので、特にシリコンウェハ
のウェットエッチングに用いられる。そして、ニッケル
イオンやピラジンの含有率を調整することによってシリ
コンエッチング速度を調整する。 【効果】 ニッケルイオンやピラジンなどのエッチング
速度制御剤の含有率を調整するだけで、未添加の場合の
シリコンエッチング速度よりも数倍大きなシリコンエッ
チング速度を容易に得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エッチング技術さらに
はシリコン（Ｓｉ）の結晶面の異方性エッチングに適用
して特に有効な技術に関し、例えばシリコン半導体集積
回路装置における選択酸化による素子分離領域の形成に
利用して有用な技術に関する。
はシリコン（Ｓｉ）の結晶面の異方性エッチングに適用
して特に有効な技術に関し、例えばシリコン半導体集積
回路装置における選択酸化による素子分離領域の形成に
利用して有用な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、シリコン半導体集積回路装置に
形成されたトランジスタ等の各素子は、それら各素子間
を選択酸化することによって分離されることがある。そ
の素子分離領域、すなわちシリコン半導体基板の選択酸
化すべき領域の形成は、まずウェットエッチング法によ
りシリコン半導体基板に凹状の溝を形成してから基板表
面を選択酸化させることによりなされている。この際、
その溝の形状に起因する歪応力を緩和するために、抱水
ヒドラジンを主成分として含む結晶面異方性エッチング
液が従来より用いられている。このエッチング液により
ウェットエッチングされた溝は、例えば（１００）面の
シリコン半導体基板においては、（１００）面に対して
５４．７゜の角度でなだらかに傾斜するテーパー状をな
している。
形成されたトランジスタ等の各素子は、それら各素子間
を選択酸化することによって分離されることがある。そ
の素子分離領域、すなわちシリコン半導体基板の選択酸
化すべき領域の形成は、まずウェットエッチング法によ
りシリコン半導体基板に凹状の溝を形成してから基板表
面を選択酸化させることによりなされている。この際、
その溝の形状に起因する歪応力を緩和するために、抱水
ヒドラジンを主成分として含む結晶面異方性エッチング
液が従来より用いられている。このエッチング液により
ウェットエッチングされた溝は、例えば（１００）面の
シリコン半導体基板においては、（１００）面に対して
５４．７゜の角度でなだらかに傾斜するテーパー状をな
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。すなわち、市販されている抱
水ヒドラジンの純度が低いため、エッチング液の調製に
あたり、精製が必要となるが、高純度化によりシリコン
エッチング速度が極めて小さくなるという不都合が生じ
る。この不都合の解消策としては、エッチング液を加熱
して浴温を高くすることが有効であるが、その反面シリ
コンエッチング速度の不均一およびウェハ表面の面あれ
という弊害が生じるため、生産工程に適用可能なシリコ
ンエッチング速度を得るほどには浴温を高温にすること
ができないというものである。
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。すなわち、市販されている抱
水ヒドラジンの純度が低いため、エッチング液の調製に
あたり、精製が必要となるが、高純度化によりシリコン
エッチング速度が極めて小さくなるという不都合が生じ
る。この不都合の解消策としては、エッチング液を加熱
して浴温を高くすることが有効であるが、その反面シリ
コンエッチング速度の不均一およびウェハ表面の面あれ
という弊害が生じるため、生産工程に適用可能なシリコ
ンエッチング速度を得るほどには浴温を高温にすること
ができないというものである。
【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、ウェハ表面に面あれ等を発生させることなく、シリ
コンエッチング速度を大きくし得るように調製されたエ
ッチング液及びそのエッチング液を用いてシリコンエッ
チング速度を調整し得るシリコン基板のエッチング方法
を提供することを主たる目的としている。この発明の前
記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本
明細書の記述及び添附図面から明らかになるであろう。
で、ウェハ表面に面あれ等を発生させることなく、シリ
コンエッチング速度を大きくし得るように調製されたエ
ッチング液及びそのエッチング液を用いてシリコンエッ
チング速度を調整し得るシリコン基板のエッチング方法
を提供することを主たる目的としている。この発明の前
記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本
明細書の記述及び添附図面から明らかになるであろう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、本発明のエッチング液は、抱水
ヒドラジンを主成分とし、シリコンエッチング速度を制
御するためのエッチング速度制御剤を故意に添加してな
るものである。具体的には、抱水ヒドラジンを主成分と
する基本浴にエッチング速度制御剤として、ニッケルイ
オン及びピラジンの何れか一方、或は両方とも添加す
る。
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、本発明のエッチング液は、抱水
ヒドラジンを主成分とし、シリコンエッチング速度を制
御するためのエッチング速度制御剤を故意に添加してな
るものである。具体的には、抱水ヒドラジンを主成分と
する基本浴にエッチング速度制御剤として、ニッケルイ
オン及びピラジンの何れか一方、或は両方とも添加す
る。
【０００６】また、上述したエッチング液を用いたシリ
コン基板のエッチング方法においては、エッチング速度
制御剤の含有率を調整することによってシリコンエッチ
ング速度を調整するようにしたものである。具体的に
は、エッチング速度制御剤の含有率の増加にともないシ
リコンエッチング速度が大きくなるので、シリコンエッ
チング速度が生産工程に適用可能な所望の値となるよう
に、エッチング速度制御剤の含有率を増減する。
コン基板のエッチング方法においては、エッチング速度
制御剤の含有率を調整することによってシリコンエッチ
ング速度を調整するようにしたものである。具体的に
は、エッチング速度制御剤の含有率の増加にともないシ
リコンエッチング速度が大きくなるので、シリコンエッ
チング速度が生産工程に適用可能な所望の値となるよう
に、エッチング速度制御剤の含有率を増減する。
【０００７】
【作用】上記した手段によれば、ニッケルイオンやピラ
ジンなどのエッチング速度制御剤を添加することによっ
て、エッチング速度が未添加の場合のエッチング速度よ
りも大きくなる。また、その含有率を調整するだけで、
所望のエッチング速度を容易に得ることができる。
ジンなどのエッチング速度制御剤を添加することによっ
て、エッチング速度が未添加の場合のエッチング速度よ
りも大きくなる。また、その含有率を調整するだけで、
所望のエッチング速度を容易に得ることができる。
【０００８】
【実施例】エッチング液の基本浴は、精製済みの抱水ヒ
ドラジン（Ｎ2Ｈ4・Ｈ2Ｏ（ヒドラジンの一水和物））
とイソプロピルアルコール（（ＣＨ3）2ＣＨＯＨ）とを
容量比１０対１で混合し、さらにポリオキシエチレン系
の非イオン系界面活性剤（Ｒ1Ｃ6Ｈ4Ｏ（Ｒ2Ｏ）mＨ、
なお、Ｒ1およびＲ2は炭化水素基、ｍは整数である。）
を１５ppmの濃度で添加したものである。
ドラジン（Ｎ2Ｈ4・Ｈ2Ｏ（ヒドラジンの一水和物））
とイソプロピルアルコール（（ＣＨ3）2ＣＨＯＨ）とを
容量比１０対１で混合し、さらにポリオキシエチレン系
の非イオン系界面活性剤（Ｒ1Ｃ6Ｈ4Ｏ（Ｒ2Ｏ）mＨ、
なお、Ｒ1およびＲ2は炭化水素基、ｍは整数である。）
を１５ppmの濃度で添加したものである。
【０００９】また、エッチング速度は、図１に示すよう
な単結晶シリコンのベアウェハ１０上に酸化シリコン膜
２０を介して窒化シリコン膜３０を積層させたダミーウ
ェハ１を用い、異なる濃度のエッチング速度制御剤を含
有する種々のエッチング液に夫々ダミーウェハ１を浸漬
して、通常のシリコン半導体集積回路装置における選択
酸化による素子分離法の素子分離領域４０（溝）を形成
し、エッチング量とそれに要した時間とから求めた。
な単結晶シリコンのベアウェハ１０上に酸化シリコン膜
２０を介して窒化シリコン膜３０を積層させたダミーウ
ェハ１を用い、異なる濃度のエッチング速度制御剤を含
有する種々のエッチング液に夫々ダミーウェハ１を浸漬
して、通常のシリコン半導体集積回路装置における選択
酸化による素子分離法の素子分離領域４０（溝）を形成
し、エッチング量とそれに要した時間とから求めた。
【００１０】上述した基本浴に、エッチング速度制御剤
としてニッケルイオン（Ｎｉ2+）を添加した場合を第１
実施例として、また、エッチング速度制御剤としてピラ
ジン（Ｃ4Ｈ4Ｎ2）を添加した場合を第２実施例として
以下に説明する。
としてニッケルイオン（Ｎｉ2+）を添加した場合を第１
実施例として、また、エッチング速度制御剤としてピラ
ジン（Ｃ4Ｈ4Ｎ2）を添加した場合を第２実施例として
以下に説明する。
【００１１】（第１実施例）図２に、ニッケルイオンの
含有率とシリコンエッチング速度との相関関係を示す特
性図を示す。本実施例では、例えば化学分析に用いられ
るニッケルの標準試薬を用いている。図２より、ニッケ
ルイオンの含有率を増やすとシリコンエッチング速度が
大きくなることがわかる。従って、ニッケルイオンの添
加量を調整することによって、シリコンエッチング速度
を任意に設定することができるが、ニッケルイオンの含
有率がある値以上になると、シリコンエッチング速度が
略一定となる。これは、化学反応にあずかる反応種の量
に限りがあるからである。従って、それ以上ニッケルイ
オンを添加しても、化学反応にあずからないニッケルイ
オンの量が増えて、エッチング液の原料コストが高くな
るだけで無駄である。
含有率とシリコンエッチング速度との相関関係を示す特
性図を示す。本実施例では、例えば化学分析に用いられ
るニッケルの標準試薬を用いている。図２より、ニッケ
ルイオンの含有率を増やすとシリコンエッチング速度が
大きくなることがわかる。従って、ニッケルイオンの添
加量を調整することによって、シリコンエッチング速度
を任意に設定することができるが、ニッケルイオンの含
有率がある値以上になると、シリコンエッチング速度が
略一定となる。これは、化学反応にあずかる反応種の量
に限りがあるからである。従って、それ以上ニッケルイ
オンを添加しても、化学反応にあずからないニッケルイ
オンの量が増えて、エッチング液の原料コストが高くな
るだけで無駄である。
【００１２】また、極端にシリコンエッチング速度が小
さくてもよい場合には、極めて微量、例えば１ppb程度
の含有率でもよいが、実際の生産工程に適用可能なシリ
コンエッチング速度を得るには数十〜２５０ppb程度で
あればよく、さらにエッチング液の原料コストやウェハ
表面の平滑さ等を考慮すると１００〜２００ppb程度が
望ましい。１００〜２００ppb程度であれば、未添加の
場合に比べて２〜３倍程度のシリコンエッチング速度が
得られる。具体的には、０.３〜０.４μｍ程度の溝を形
成するのに、数十分程度のエッチング時間で済み、ウェ
ハ表面には面あれなどが全く生じない。
さくてもよい場合には、極めて微量、例えば１ppb程度
の含有率でもよいが、実際の生産工程に適用可能なシリ
コンエッチング速度を得るには数十〜２５０ppb程度で
あればよく、さらにエッチング液の原料コストやウェハ
表面の平滑さ等を考慮すると１００〜２００ppb程度が
望ましい。１００〜２００ppb程度であれば、未添加の
場合に比べて２〜３倍程度のシリコンエッチング速度が
得られる。具体的には、０.３〜０.４μｍ程度の溝を形
成するのに、数十分程度のエッチング時間で済み、ウェ
ハ表面には面あれなどが全く生じない。
【００１３】なお、ニッケルの標準試薬に代えて、塩化
物などのニッケル化合物を添加してもよいのはいうまで
もない。
物などのニッケル化合物を添加してもよいのはいうまで
もない。
【００１４】（第２実施例）図３に、ピラジンの含有率
とシリコンエッチング速度との相関関係を示す特性図を
示す。図３より、ピラジンの含有率を増やすとシリコン
エッチング速度が大きくなることがわかる。ピラジンの
含有率は、第１実施例と同様に、１ppm程度の極めて微
量からシリコンエッチング速度が略一定となる程度の範
囲であればよいが、実際の生産工程に適用するには数百
〜１０００ppm程度であればよく、原料コストやウェハ
表面の平滑さ等によりさらに望ましくは３００〜７００
ppm程度がよい。３００〜７００ppm程度であれば、未添
加の場合に比べて２〜３倍程度のシリコンエッチング速
度が得られる。具体的には、０.３〜０.４μｍ程度の溝
を形成するのに、数十分程度のエッチング時間で済み、
ウェハ表面には面あれなどが全く生じない。
とシリコンエッチング速度との相関関係を示す特性図を
示す。図３より、ピラジンの含有率を増やすとシリコン
エッチング速度が大きくなることがわかる。ピラジンの
含有率は、第１実施例と同様に、１ppm程度の極めて微
量からシリコンエッチング速度が略一定となる程度の範
囲であればよいが、実際の生産工程に適用するには数百
〜１０００ppm程度であればよく、原料コストやウェハ
表面の平滑さ等によりさらに望ましくは３００〜７００
ppm程度がよい。３００〜７００ppm程度であれば、未添
加の場合に比べて２〜３倍程度のシリコンエッチング速
度が得られる。具体的には、０.３〜０.４μｍ程度の溝
を形成するのに、数十分程度のエッチング時間で済み、
ウェハ表面には面あれなどが全く生じない。
【００１５】また、半導体集積回路装置の製造に当たっ
ては、金属原子等による半導体ウェハの汚染を避けるた
め、ピラジンの添加は特に有効である。
ては、金属原子等による半導体ウェハの汚染を避けるた
め、ピラジンの添加は特に有効である。
【００１６】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、抱
水ヒドラジンとイソプロヒルアルコールとの容量比を変
えてもよいし、イソプロヒルアルコールに代えてエチル
アルコールや純水などを用いてもよいのはいうまでもな
い。また、エッチング液とダミーウェハ１との濡れ性を
よくするためにポリオキシエチレン系の非イオン系界面
活性剤を添加しているが、その濃度を変えたり、他の界
面活性剤を用いてもよいし、界面活性剤を添加しなくて
もよい。さらに、ニッケルイオンとピラジンとを一緒に
混入させてもよい。このようにすれば、より一層大きな
シリコンエッチング速度が得られる。さらにまた、素子
分離領域４０の形成にあたり、上記エッチング液を用い
た異方性エッチングの他に、硝酸と弗化水素酸の混合液
を用いた等方性エッチングやドライエッチング（例えば
プラズマエッチング）などを適宜組み合わせてもよいの
はいうまでもない。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、抱
水ヒドラジンとイソプロヒルアルコールとの容量比を変
えてもよいし、イソプロヒルアルコールに代えてエチル
アルコールや純水などを用いてもよいのはいうまでもな
い。また、エッチング液とダミーウェハ１との濡れ性を
よくするためにポリオキシエチレン系の非イオン系界面
活性剤を添加しているが、その濃度を変えたり、他の界
面活性剤を用いてもよいし、界面活性剤を添加しなくて
もよい。さらに、ニッケルイオンとピラジンとを一緒に
混入させてもよい。このようにすれば、より一層大きな
シリコンエッチング速度が得られる。さらにまた、素子
分離領域４０の形成にあたり、上記エッチング液を用い
た異方性エッチングの他に、硝酸と弗化水素酸の混合液
を用いた等方性エッチングやドライエッチング（例えば
プラズマエッチング）などを適宜組み合わせてもよいの
はいうまでもない。
【００１７】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるシリコ
ンウェハのエッチングに適用した場合について説明した
が、この発明はそれに限定されるものではなく、抱水ヒ
ドラジンを主成分とするエッチング液を用いてエッチン
グ処理する場合に利用することができる。
なされた発明をその背景となった利用分野であるシリコ
ンウェハのエッチングに適用した場合について説明した
が、この発明はそれに限定されるものではなく、抱水ヒ
ドラジンを主成分とするエッチング液を用いてエッチン
グ処理する場合に利用することができる。
【００１８】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、抱水ヒドラジンを主成分と
するエッチング液を用いてエッチング処理する場合に、
ニッケルイオンやピラジンなどのエッチング速度制御剤
を添加することによって、被エッチング面に面あれを発
生させることなく、エッチング速度を未添加の場合のエ
ッチング速度よりも大きくすることができ、また、その
含有率を調整するだけで、所望のエッチング速度を容易
に得ることができる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、抱水ヒドラジンを主成分と
するエッチング液を用いてエッチング処理する場合に、
ニッケルイオンやピラジンなどのエッチング速度制御剤
を添加することによって、被エッチング面に面あれを発
生させることなく、エッチング速度を未添加の場合のエ
ッチング速度よりも大きくすることができ、また、その
含有率を調整するだけで、所望のエッチング速度を容易
に得ることができる。
【図１】本実施例におけるエッチング処理後のダミーウ
ェハの縦断面図である。
ェハの縦断面図である。
【図２】ニッケルイオンの含有率とシリコンエッチング
速度との相関関係を示す特性図である。
速度との相関関係を示す特性図である。
【図３】ピラジンの含有率とシリコンエッチング速度と
の相関関係を示す特性図である。
の相関関係を示す特性図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 抱水ヒドラジンを主成分として含む基本
浴に、エッチング速度を制御し得るエッチング速度制御
剤が故意に添加されてなることを特徴とするエッチング
液。 - 【請求項２】 前記エッチング速度制御剤が、ニッケル
イオン及びピラジンの少なくとも一種からなることを特
徴とする請求項１記載のエッチング液。 - 【請求項３】 エッチング速度制御剤を添加した請求項
１または２記載のエッチング液を用い、前記エッチング
速度制御剤の含有率を調整することによってシリコンエ
ッチング速度を調整することを特徴とするシリコン基板
のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24352992A JPH0697153A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | エッチング液及びそれを用いたエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24352992A JPH0697153A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | エッチング液及びそれを用いたエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697153A true JPH0697153A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17105262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24352992A Pending JPH0697153A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | エッチング液及びそれを用いたエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697153A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5972236A (en) * | 1996-08-12 | 1999-10-26 | Denso Corporation | Etchant, etching method using the same, and related etching apparatus |
| WO2009067475A1 (en) * | 2007-11-19 | 2009-05-28 | Applied Materials, Inc. | Crystalline solar cell metallization methods |
| US7888168B2 (en) | 2007-11-19 | 2011-02-15 | Applied Materials, Inc. | Solar cell contact formation process using a patterned etchant material |
| US8129212B2 (en) | 2008-03-25 | 2012-03-06 | Applied Materials, Inc. | Surface cleaning and texturing process for crystalline solar cells |
| US8183081B2 (en) | 2008-07-16 | 2012-05-22 | Applied Materials, Inc. | Hybrid heterojunction solar cell fabrication using a metal layer mask |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP24352992A patent/JPH0697153A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5972236A (en) * | 1996-08-12 | 1999-10-26 | Denso Corporation | Etchant, etching method using the same, and related etching apparatus |
| DE19734879B4 (de) * | 1996-08-12 | 2009-09-10 | DENSO CORPORATION, Kariya-shi | Verfahren zum Ätzen eines Siliciumwafers, Ätzvorrichtung und Ätzmittel |
| WO2009067475A1 (en) * | 2007-11-19 | 2009-05-28 | Applied Materials, Inc. | Crystalline solar cell metallization methods |
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| US8183081B2 (en) | 2008-07-16 | 2012-05-22 | Applied Materials, Inc. | Hybrid heterojunction solar cell fabrication using a metal layer mask |
| US8309446B2 (en) | 2008-07-16 | 2012-11-13 | Applied Materials, Inc. | Hybrid heterojunction solar cell fabrication using a doping layer mask |
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