JPH1064877A - Method for etching silicon nitride film and its device - Google Patents
Method for etching silicon nitride film and its deviceInfo
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- JPH1064877A JPH1064877A JP21478296A JP21478296A JPH1064877A JP H1064877 A JPH1064877 A JP H1064877A JP 21478296 A JP21478296 A JP 21478296A JP 21478296 A JP21478296 A JP 21478296A JP H1064877 A JPH1064877 A JP H1064877A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、エッチング方
法、特にシリコン窒化膜のウェットエッチング方法およ
びウェットエッチング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching method, and more particularly to a method and apparatus for wet etching a silicon nitride film.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、半導体の素子分離にはLOCO
S工程が使用されており、この工程について図6を参照
して簡単に説明する。なお、図中で断面を表すハッチン
グ(斜線)は説明を分かりやすくするため一部省略して
ある。まず、例えばSi基板41上にSiO2 膜43を
形成し、さらにその上に耐酸化性膜であるシリコン窒化
膜(Si3 N4 膜とも称する。)45を堆積する(図6
(A))。次に素子分離領域47に対応する領域のSi
3 N4 膜45とSiO2 膜43を取り除く(図6
(B))。次にシリコン窒化膜45で覆われていない素
子分離領域47に対応するSi基板41を選択的に厚く
酸化し、素子分離領域47を形成する図6(C)に示す
ような構造体を得る。素子分離領域47形成後、このS
i3 N4 膜45で覆われている領域はトランジスタ形成
領域49となるため、シリコン窒化膜(Si3 N4 膜)
45を除去(エッチング)する(図6(D))。一般に
そのエッチング方法として、例えばSF6 系のガスを用
いたドライエッチングや、文献1:「熱燐酸によるシリ
コン窒化膜エッチングのメカニズム、第11回超LSI
ウルトラクリーンテクノロジーワークショップ、pp9
7−107(1991)」に開示されているような高温
のリン酸溶液によるウェットエッチングが用いられてき
た。2. Description of the Related Art Generally, LOCO is used for semiconductor device isolation.
The S step is used, and this step will be briefly described with reference to FIG. It should be noted that hatching (oblique lines) representing cross sections in the drawings is partially omitted for easy understanding. First, for example, an SiO 2 film 43 is formed on a Si substrate 41, and a silicon nitride film (also referred to as a Si 3 N 4 film) 45, which is an oxidation-resistant film, is deposited thereon (FIG. 6).
(A)). Next, the Si in the region corresponding to the element isolation region 47 is
The 3N 4 film 45 and the SiO 2 film 43 are removed (FIG. 6).
(B)). Next, the Si substrate 41 corresponding to the element isolation region 47 that is not covered with the silicon nitride film 45 is selectively oxidized thick to obtain a structure as shown in FIG. After forming the element isolation region 47, this S
Since the region covered with the i 3 N 4 film 45 becomes the transistor formation region 49, a silicon nitride film (Si 3 N 4 film)
45 is removed (etched) (FIG. 6D). In general, as the etching method, for example, dry etching using SF 6 -based gas, and Reference 1: “Mechanism of silicon nitride film etching by hot phosphoric acid, 11th VLSI
Ultra Clean Technology Workshop, pp9
7-107 (1991) ". Wet etching with a high-temperature phosphoric acid solution has been used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のドライ
エッチングでは、シリコン窒化膜と下地(一般的にSi
基板またはSiO2 膜)とのエッチング選択比が小さ
く、過剰エッチングにより下地にダメージを与えてしま
うおそれが生じる。また、熱リン酸によるウェットエッ
チングではエッチング中に生じるリン酸ミストによる環
境汚染を防止するために、雰囲気を遮断する手段が必要
となる。さらにリン酸を使用する工程は通常ウェハを治
具(キャリア等)に入れ、処理しているが、リン酸とS
iとの比重の値が接近しているためにリン酸液中でSi
ウェハが浮き上がり、そのためキャリア内でウェハの位
置が変わり、搬送トラブルを起こすおそれがあった。However, in the above dry etching, a silicon nitride film and a base (generally, Si
The etching selectivity with respect to the substrate or the SiO 2 film is small, and the base may be damaged by excessive etching. In wet etching with hot phosphoric acid, a means for shutting off the atmosphere is required to prevent environmental pollution due to phosphoric acid mist generated during etching. Further, in the process using phosphoric acid, the wafer is usually placed in a jig (carrier or the like) and processed.
Since the specific gravity value is close to i, Si in phosphoric acid solution
The wafer is lifted up, so that the position of the wafer in the carrier is changed, which may cause a transport trouble.
【0004】したがってウェハからシリコン窒化膜(S
i3 N4 膜)を除去するにあたって、下地とのエッチン
グ選択比が大きく、ウェットエッチングにおいては熱リ
ン酸を用いたときと同じ程度のエッチングレートでの処
理が可能で、かつ容易にしかも正確にウェハからSi3
N4 が取り除かれるようなエッチング方法および装置が
望まれていた。Accordingly, a silicon nitride film (S
i 3 N 4 film) In the removal of a large etching selectivity with the base, in the wet etching can be processed at the same degree of etch rate as when using hot phosphoric acid, and easily and accurately Si 3 from wafer
N 4 is an etching method and apparatus as removed has been desired.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】そこで、この出願にかか
る発明者は、文献1の、エッチングレートは熱リン酸よ
りも小さいが、純水によってシリコン窒化膜のエッチン
グを行うことが可能であるという記載に着目し、種々の
研究および実験を行ったところ、純水を密閉槽内に閉じ
込めて、雰囲気圧を適当に調整してやれば、純水の温度
を、従来のエッチングレ−トである30Å(3nm)/mi
n 程度を中心としたある範囲のエッチングレートにする
ことができる温度にすることが可能であることを発見し
た。Therefore, the inventor of the present application states that although the etching rate of Document 1 is smaller than that of hot phosphoric acid, the silicon nitride film can be etched with pure water. Focusing on the description, various studies and experiments were conducted. When pure water was confined in a closed tank and the atmospheric pressure was adjusted appropriately, the temperature of the pure water was reduced to 30 ° (the conventional etching rate). 3nm) / mi
It has been discovered that it is possible to achieve temperatures that allow for a range of etch rates around n degrees.
【0006】したがって、この発明のウェットエッチン
グ方法によれば、半導体ウェハ上に設けられたSi3 N
4 膜を除去する手段として、130−170℃の高温純
水中にこのウェハを浸漬することを特徴とする。純水温
度が130℃以上において、好ましいエッチングレート
でエッチング処理を行うことが可能となり、またエッチ
ング装置の耐圧限界内でエッチング処理を行うために
は、170℃以下で処理することが好ましい。したがっ
て130−170℃の高温純水中において、従来の熱リ
ン酸によるエッチングレートである30Å(3nm)/mi
n 程度でエッチング処理を行うことができる。また、純
水は下地となるSi基板やSiO2 膜をほとんどエッチ
ングしないためエッチング選択比が向上する。またウェ
ハは純水中で浮き上がらないため、シリコン窒化膜を正
確にエッチング除去でき、搬送トラブルを起こすおそれ
はなくなる。さらに、純水のみでエッチングを行ってい
るため、環境汚染を心配する必要もない。Therefore, according to the wet etching method of the present invention, the Si 3 N provided on the semiconductor wafer
(4) As a means for removing the film, the wafer is immersed in high-temperature pure water at 130 to 170 ° C. When the temperature of pure water is 130 ° C. or higher, the etching process can be performed at a preferable etching rate. In order to perform the etching process within the withstand voltage limit of the etching apparatus, the processing is preferably performed at 170 ° C. or lower. Therefore, in high-temperature pure water at 130-170 ° C., the etching rate by conventional hot phosphoric acid is 30 ° (3 nm) / mi.
Etching can be performed in about n. Further, since pure water hardly etches the underlying Si substrate or SiO 2 film, the etching selectivity is improved. Further, since the wafer does not float in pure water, the silicon nitride film can be accurately removed by etching, and there is no possibility of causing a transport trouble. Further, since the etching is performed only with pure water, there is no need to worry about environmental pollution.
【0007】また、純水の温度を130−170℃にす
るためには、ウェハを浸漬するエッチング槽内を高圧雰
囲気(2600−6800hPa)にする。エッチング
槽の耐圧性を考慮すると槽内雰囲気圧を6800hPa
以下にすることが望ましい。したがって2600−68
00hPaの雰囲気圧にすることにより、純水の温度を
130−170℃に上げることができ、好適なエッチン
グレートでエッチング処理を行うことができる。Further, in order to keep the temperature of pure water at 130 to 170 ° C., the inside of the etching tank in which the wafer is immersed is set to a high pressure atmosphere (2600 to 6800 hPa). Considering the pressure resistance of the etching tank, the atmospheric pressure in the tank is set to 6800 hPa
It is desirable to make the following. Therefore, 2600-68
By setting the atmospheric pressure to 00 hPa, the temperature of pure water can be increased to 130 to 170 ° C., and the etching can be performed at a suitable etching rate.
【0008】エッチング槽内を高圧雰囲気にする方法と
しては以下に述べる2つの方法を挙げる。The following two methods are mentioned as a method for setting the inside of the etching tank to a high-pressure atmosphere.
【0009】エッチング槽内を密閉し、適当な不活性
ガスを槽内に導入する。The inside of the etching tank is sealed, and a suitable inert gas is introduced into the tank.
【0010】エッチング槽内を密閉し、純水を沸騰さ
せ、発生する水蒸気により高圧雰囲気にする。[0010] The interior of the etching tank is sealed, pure water is boiled, and a high-pressure atmosphere is created by generated steam.
【0011】のような方法を用いることにより槽内雰
囲気圧を容易に上げることができる。またのような方
法を用いることによって、槽内雰囲気圧を上げる処理と
純水の温度を上げる処理を同時に行うことができる。By using the above method, the atmospheric pressure in the tank can be easily increased. By using such a method, it is possible to simultaneously perform the process of increasing the atmospheric pressure in the tank and the process of increasing the temperature of pure water.
【0012】このようにして高圧雰囲気にすることによ
り、純水の沸点を容易に100℃以上に上げることがで
きる。By setting the high-pressure atmosphere in this way, the boiling point of pure water can be easily raised to 100 ° C. or higher.
【0013】また、上記エッチングをする際、純水中に
ウェハおよびその後の半導体素子製造工程に影響を与え
ず、しかもエッチング反応を妨げることのないような不
揮発性の溶質をあらかじめ溶解しておくと、エッチング
槽内の雰囲気圧をそれほど高くしなくてもエッチング溶
液の沸点を容易に上げることができる。また純水のみで
エッチングするときと同じ雰囲気圧で、このエッチング
溶液を用いると純水のみを用いたときよりもさらに高い
温度でエッチングを行うことが可能となる。In the above etching, a non-volatile solute which does not affect the wafer and the subsequent semiconductor device manufacturing process and does not hinder the etching reaction is dissolved in pure water in advance. In addition, the boiling point of the etching solution can be easily raised without increasing the atmospheric pressure in the etching bath so much. Also, using this etching solution at the same atmospheric pressure as when etching with pure water only, it is possible to perform etching at a higher temperature than when only pure water is used.
【0014】また上記のエッチング処理に使用する装置
は、純水を入れるエッチング槽と、純水を槽内へ導入す
る水管とその水量を制御する水バルブと、槽内を高圧雰
囲気にするための不活性ガスを導入するガス管とそのガ
スの流入量を制御するガスバルブと、槽内の純水を加熱
するためのヒータとを含んで構成されており、この装置
を用いて高圧雰囲気で高温純水によって、容易にしかも
正確なエッチング処理ができ、またエッチング溶液は純
水であるため環境汚染対策としての雰囲気遮断等の装置
を取りつける必要がないため、簡単で安価な構造の装置
にすることができる。An apparatus used for the above-mentioned etching treatment includes an etching tank for adding pure water, a water pipe for introducing pure water into the tank, a water valve for controlling the amount of water, and a valve for increasing the pressure in the tank to a high-pressure atmosphere. It is composed of a gas pipe for introducing an inert gas, a gas valve for controlling the inflow of the gas, and a heater for heating the pure water in the tank. The etching process can be performed easily and accurately by using water, and since the etching solution is pure water, there is no need to install a device for shutting off the atmosphere as a measure against environmental pollution. it can.
【0015】またエッチング槽内を高圧雰囲気にするた
めに純水を沸騰させて得られる水蒸気を用いる場合には
不活性ガスを導入する必要がないため、このエッチング
装置からガス管とガスバルブを取り除いた構成にするこ
とができる。In the case of using steam obtained by boiling pure water to make the inside of the etching tank a high-pressure atmosphere, it is not necessary to introduce an inert gas. Therefore, the gas pipe and the gas valve are removed from the etching apparatus. It can be configured.
【0016】また上記のエッチング装置、またはこのエ
ッチング装置からガス管およびガスバルブを取り除いた
構成の装置に、排水するための排水バルブおよび排水管
を設けると、エッチング終了後、徐々に排水していくこ
とにより、エッチング槽内が減圧され残っている純水が
再び沸騰を開始する。排水が完了すると槽内は高温の水
蒸気で満たされる。この高温水蒸気を利用してエッチン
グ済みのウェハの乾燥処理を行うことができる。よっ
て、エッチングおよび乾燥工程を同一装置内で連続処理
することができ、また乾燥装置が不要となり工程を簡略
化することができる。Further, if a drain valve and a drain pipe for draining water are provided in the above etching apparatus or an apparatus having a structure in which a gas pipe and a gas valve are removed from the etching apparatus, the drain is gradually drained after the etching is completed. As a result, the pressure inside the etching tank is reduced, and the remaining pure water starts to boil again. When drainage is completed, the tank is filled with high-temperature steam. Drying of the etched wafer can be performed using the high-temperature steam. Therefore, the etching and drying steps can be continuously performed in the same apparatus, and a drying apparatus is not required, so that the steps can be simplified.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの発明の実
施の形態について説明する。なお、各図は発明が理解で
きる程度に概略的に示しているにすぎない。、また以下
の説明中で挙げる特定の材料および条件は好適例に過ぎ
ず、したがってこの説明ではなんらこれらに限定される
ものではない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are only schematically shown to the extent that the invention can be understood. Also, the specific materials and conditions set forth in the following description are merely preferred examples, and thus are not intended to be limiting in this description.
【0018】また、この明細書中で記載している純水と
は、通常半導体素子製造プロセスで使用される超純水を
指しているものとする。Further, the pure water described in this specification refers to ultrapure water usually used in a semiconductor device manufacturing process.
【0019】<第1の実施の形態>通常、半導体ウェハ
表面上に形成されているシリコン窒化膜(Si3 N4
膜)を除去するにあたって用いられている熱リン酸によ
るウェットエッチングプロセスは150℃以上の高温で
行われており、そのエッチングレートは30Å(3nm)
/min (Å/min は1分間あたりにエッチングされる膜
厚を表す。)以上である。そこで、純水でSi3 N4 膜
のエッチングを行うためには、まず、純水の温度とエッ
チングレートとの関係を知る必要がある。上述した文献
1に記載されている純水によるSi3 N4 膜エッチング
におけるエッチングレートの純水温度依存性に基づい
て、100℃以上の温度につき実測データの外挿値を示
したのが図2の特性図である。この図2において横軸は
温度(1000/T)をとり、縦軸にエッチングレート
(Å/min )をとってSi3 N4 膜エッチングレートの
純水温度依存性を示してある。この図2によれば、純水
によるSi3 N4 膜エッチングレートを30Å(3nm)
/min 以上にするためには、温度を160℃程度以上に
しなければならないことが理解できる。さらに純水の温
度を160℃程度以上にするためには、沸点を上げる必
要がある。First Embodiment Normally, a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) formed on the surface of a semiconductor wafer
The wet etching process using hot phosphoric acid used to remove the film is performed at a high temperature of 150 ° C. or more, and the etching rate is 30 ° (3 nm).
/ Min (Å / min represents the film thickness etched per minute). Therefore, in order to etch the Si 3 N 4 film with pure water, first, it is necessary to know the relationship between the temperature of pure water and the etching rate. FIG. 2 shows the extrapolated values of the actually measured data at a temperature of 100 ° C. or higher based on the pure water temperature dependence of the etching rate in the Si 3 N 4 film etching with pure water described in the above-mentioned Document 1. FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents temperature (1000 / T), and the vertical axis represents etching rate (Å / min), and the pure water temperature dependence of the Si 3 N 4 film etching rate is shown. According to FIG. 2, the etching rate of the Si 3 N 4 film by pure water is 30 ° (3 nm).
It can be understood that the temperature must be set to about 160 ° C. or more in order to make the temperature / min or more. Further, in order to raise the temperature of pure water to about 160 ° C. or higher, it is necessary to raise the boiling point.
【0020】そこで純水の沸点と外気圧(雰囲気圧力)
との関係を実験により調べたところ、図3で示すような
結果を得た。図3は、横軸に雰囲気圧(外気圧)(hP
a)をとり、縦軸に純水の沸点(℃)をとって純水の沸
点の外気圧依存性を表している。これによると160℃
程度以上にまで純水の温度を上げるためには外気圧を約
5900hPa程度以上にすれば良いことが理解でき
る。実際にエッチングに好適な温度範囲は130℃から
170℃程度で、最適値は160℃である。またこの温
度範囲に対応する雰囲気圧範囲は2600hPaから6
800hPaである。なお、この130℃から170℃
に対応するエッチングレートは図2からおおよそ8Å
(0.8nm)/min から100Å(10nm)/min とな
る。このような温度範囲、雰囲気圧範囲およびエッチン
グレート範囲は互いに相関関係にあり、そしてこれらの
範囲内としたのは、エッチング処理時間を短くして装置
のエッチング処理能力を高めること、および雰囲気圧力
を装置の耐圧限度内におさめることを考慮したためであ
る。Therefore, the boiling point of pure water and the external pressure (atmospheric pressure)
As a result of an experiment, the relationship as shown in FIG. 3 was obtained. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the atmospheric pressure (external pressure) (hP
Taking a), the boiling point (° C.) of pure water is plotted on the vertical axis to show the dependency of the boiling point of pure water on the outside pressure. According to this, 160 ° C
It can be understood that in order to raise the temperature of pure water to about or more, the external pressure should be about 5900 hPa or more. The temperature range actually suitable for etching is about 130 ° C. to 170 ° C., and the optimum value is 160 ° C. The atmospheric pressure range corresponding to this temperature range is from 2600 hPa to 6
800 hPa. In addition, this 130 ° C to 170 ° C
The etching rate corresponding to FIG.
(0.8 nm) / min to 100 ° (10 nm) / min. Such a temperature range, an atmospheric pressure range, and an etching rate range are correlated with each other, and within these ranges, it is possible to shorten the etching processing time to increase the etching capability of the apparatus, and to reduce the atmospheric pressure. This is because consideration was given to keeping the pressure within the withstand pressure limit of the device.
【0021】また純水によるSi3 N4 膜エッチングレ
ートは純水の温度のみに依存している。The etching rate of the Si 3 N 4 film with pure water depends only on the temperature of pure water.
【0022】次に図1を参照して、第1の実施の形態の
エッチング装置およびエッチング工程について説明す
る。Next, an etching apparatus and an etching process according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
【0023】この発明で使用されているエッチング装置
は、エッチング処理を行うエッチング槽11と、このエ
ッチング槽11の上部に設けられていて、エッチング溶
液としての純水をこの槽11内に導入する水管13と、
水管13からの水量を制御するために水管13に取りつ
けられた水バルブ15と、上記エッチング槽11の上部
に設けられてあって、この槽11内に不活性ガスを導入
するガス管17と、ガス管17からのガスの量を制御す
るためにガス管17に取りつけられたガスバルブ19
と、純水を加熱するために上記エッチング槽11内に取
りつけられたヒータ21とを含んだ構成となっている。The etching apparatus used in the present invention includes an etching tank 11 for performing an etching process, and a water pipe provided above the etching tank 11 for introducing pure water as an etching solution into the tank 11. 13 and
A water valve 15 attached to the water pipe 13 for controlling the amount of water from the water pipe 13, a gas pipe 17 provided above the etching tank 11 for introducing an inert gas into the tank 11, A gas valve 19 attached to the gas pipe 17 to control the amount of gas from the gas pipe 17
And a heater 21 mounted in the etching bath 11 for heating the pure water.
【0024】次にエッチング処理につき説明する。シリ
コン(Si)のウェハの表面に酸化膜(SiO2 )が形
成されていて、このSiO2 膜上にSi3 N4 膜が形成
されている構造体23(例えば図6の(C)に示す構造
に相当する。)の当該Si3N4 膜をエッチング除去す
る例につき説明する。まず、水バルブ15を開き、水管
13を通してエッチング槽11内に純水25を導入す
る。このエッチング槽11の純水25中に前述の構造体
23を浸漬させる。次にエッチング槽11を密閉し、不
活性ガスとして例えばN2 ガス27をガスバルブ19を
開き、ガス管17を通して導入し、エッチング槽11内
の雰囲気圧力が5900hPa以上になったところでガ
スバルブ17を閉める。この時点でヒータ21に電気を
流して純水25を加熱する。純水の温度が昇温して10
0℃以上になるとSi3 N4 膜のエッチングが開始す
る。この5900hPa程度(ここで程度としたのは加
熱により揮発した水蒸気によって少し雰囲気圧が増して
いることが考えられるため。)の雰囲気圧力の下では純
水25は160℃程度(沸点)まで昇温可能となり、ヒ
ータ21により加熱しながら、この沸点に維持しておけ
ばSi3 N4 膜を30Å(3nm)/min 程度のエッチン
グレートで除去していくことができる。しかし、装置の
耐圧性を考慮するとあまり雰囲気圧力を高くすることが
できず、最大でも6800hPa程度が好適であり、し
たがって、純水温度も170℃程度が最大限度であると
思われる。Next, the etching process will be described. An oxide film (SiO 2 ) is formed on the surface of a silicon (Si) wafer, and a structure 23 in which a Si 3 N 4 film is formed on the SiO 2 film (for example, as shown in FIG. 6C) An example of removing the Si 3 N 4 film by etching will be described. First, the water valve 15 is opened, and pure water 25 is introduced into the etching tank 11 through the water pipe 13. The above-mentioned structure 23 is immersed in pure water 25 of this etching tank 11. Next, the etching tank 11 is sealed, and, for example, an N 2 gas 27 as an inert gas is opened through the gas valve 19 and introduced through the gas pipe 17. When the atmospheric pressure in the etching tank 11 becomes 5900 hPa or more, the gas valve 17 is closed. At this point, electricity is supplied to the heater 21 to heat the pure water 25. The temperature of pure water rises to 10
When the temperature reaches 0 ° C. or higher, etching of the Si 3 N 4 film starts. Under the atmospheric pressure of about 5900 hPa (it is considered that the atmospheric pressure is slightly increased due to water vapor volatilized by heating), the temperature of pure water 25 rises to about 160 ° C. (boiling point). If the boiling point is maintained while heating by the heater 21, the Si 3 N 4 film can be removed at an etching rate of about 30 ° (3 nm) / min. However, considering the pressure resistance of the apparatus, the atmospheric pressure cannot be increased so much, and the maximum pressure is preferably about 6800 hPa. Therefore, it is considered that the maximum temperature of the pure water temperature is about 170 ° C.
【0025】この結果、純水は下地(Si基板またはS
iO2 膜)に対するエッチングはほとんど行わないた
め、エッチング選択比が向上する。また、エッチング溶
液には純水のみを用いているため環境汚染の心配がな
い。さらにSiと純水とでは比重に差があるため、ウェ
ハは純水中で浮き上がることはない。また、純水による
エッチングも熱リン酸によるエッチングと同じ程度のエ
ッチングレートでエッチングを行うことができる。As a result, pure water is used as a base (Si substrate or S substrate).
Since almost no etching is performed on the (iO 2 film), the etching selectivity is improved. Further, since only pure water is used as the etching solution, there is no concern about environmental pollution. Further, since there is a difference in specific gravity between Si and pure water, the wafer does not float in pure water. In addition, the etching with pure water can be performed at the same etching rate as the etching with hot phosphoric acid.
【0026】<第2の実施の形態>次に図4を参照し
て、第2の実施の形態について説明する。<Second Embodiment> Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
【0027】エッチング装置は第1の実施の形態で既に
説明した構成から、ガス管17とガスバルブ19を取り
除いた構成になっている。The etching apparatus has a configuration in which the gas pipe 17 and the gas valve 19 are removed from the configuration already described in the first embodiment.
【0028】この例においては、第1の実施の形態で説
明したものと同様の構造体23を純水25中に浸漬した
後、エッチング槽11を密閉しヒータ21によって純水
25を昇温していく。純水25が沸騰すると発生する水
蒸気によってエッチング槽11内の雰囲気圧が大きくな
り、それに伴い純水25の沸点も100℃を越える。エ
ッチング槽内の雰囲気圧が5900hPa以上になると
純水25はこの圧力に応じた160℃以上まで昇温可能
になり、この160℃以上の温度を持続すれば、第1の
実施の形態で説明したと同様に、Si3 N4 膜を維持さ
れている温度に応じた30Å(3nm)/min 以上のエッ
チングレートでエッチングすることができる。この場合
でも、第1の実施の形態の場合と同様な理由で、最大雰
囲気圧力は6800hPa程度とするのが良い。In this example, after the same structure 23 as that described in the first embodiment is immersed in pure water 25, the etching tank 11 is closed, and the temperature of the pure water 25 is raised by the heater 21. To go. The atmospheric pressure in the etching tank 11 increases due to the water vapor generated when the pure water 25 boils, and accordingly, the boiling point of the pure water 25 also exceeds 100 ° C. When the atmospheric pressure in the etching tank becomes 5900 hPa or more, the temperature of the pure water 25 can be raised to 160 ° C. or more corresponding to the pressure, and if the temperature is maintained at 160 ° C. or more, the description has been given in the first embodiment. Similarly to the above, the Si 3 N 4 film can be etched at an etching rate of 30 ° (3 nm) / min or more according to the temperature at which the film is maintained. Even in this case, the maximum atmospheric pressure is preferably set to about 6800 hPa for the same reason as in the first embodiment.
【0029】<第3の実施の形態>また、第1および第
2の実施の形態で既に説明した高温純水中に、ウェハ
や、または後の半導体素子製造工程に影響を与えず、か
つエッチング反応を妨げることがないような不揮発性の
溶質(ここではHCl、HNO3 を用いた。)を溶解さ
せる。<Third Embodiment> Further, etching is performed in high-temperature pure water, which has already been described in the first and second embodiments, without affecting a wafer or a subsequent semiconductor element manufacturing process. A non-volatile solute that does not hinder the reaction (HCl, HNO 3 is used here) is dissolved.
【0030】これによりエッチング槽内の雰囲気圧をそ
れほど高くすることなくエッチング溶液の沸点を容易に
上げることができる。また、純水のみでエッチングする
ときの雰囲気圧力と同じ圧力下においては、純水のみの
場合よりもさらに高い温度でのエッチングが可能とな
る。この場合においても、装置の耐圧性を考慮して、最
大雰囲気圧力は6800hPa程度にするのが望まし
い。This makes it possible to easily raise the boiling point of the etching solution without increasing the atmospheric pressure in the etching tank so much. Further, under the same pressure as the atmospheric pressure when etching with pure water only, etching at a higher temperature than in the case of pure water alone can be performed. Also in this case, it is desirable that the maximum atmospheric pressure be about 6800 hPa in consideration of the pressure resistance of the apparatus.
【0031】<第4の実施の形態>次に図5を参照して
エッチング終了後、連続して行うことができるウェハの
乾燥処理について説明する。<Fourth Embodiment> Next, with reference to FIG. 5, a description will be given of a wafer drying process that can be performed continuously after etching is completed.
【0032】装置は第1および第2の実施の形態で説明
したエッチング装置に、排水用およびエッチング槽11
の減圧手段として排水管29と排水用バルブ31をエッ
チング槽11の下部に新たに設けている。The apparatus is the same as the etching apparatus described in the first and second embodiments except that the apparatus for drainage and the etching tank 11 are used.
A drain pipe 29 and a drain valve 31 are newly provided below the etching tank 11 as decompression means.
【0033】エッチング終了後、ヒータ21を止めて排
水用バルブ31を開き排水管29より純水25を徐々に
排水すると、エッチング槽11内の雰囲気圧が下がり、
槽11内に残っている純水25は再び沸騰を開始する。
排水が完了するとエッチング槽11内には高温の水蒸気
が充満しており、この高温水蒸気を利用して、エッチン
グの終了したウェハを乾燥させることができる。After completion of the etching, the heater 21 is stopped, the drain valve 31 is opened, and the pure water 25 is gradually drained from the drain pipe 29.
The pure water 25 remaining in the tank 11 starts boiling again.
When the drainage is completed, the etching tank 11 is filled with high-temperature steam, and the high-temperature steam can be used to dry the etched wafer.
【0034】このように、エッチング終了後同じ装置内
で連続してウェハの乾燥工程まで終わらせることが可能
となり、乾燥装置を使用する時間およびコストが削減で
きる。なお、図5のガス管17およびガスバルブ19と
排水管29および排水用バルブ31を使用しなければ、
実質的に図4の装置と同等である。また図5において排
水管29および排水用バルブ31を使用しなければ、実
質的に図1の装置と同等である。As described above, it is possible to continuously finish the wafer drying step in the same apparatus after the completion of the etching, so that the time and cost for using the drying apparatus can be reduced. If the gas pipe 17 and the gas valve 19 and the drain pipe 29 and the drain valve 31 in FIG. 5 are not used,
It is substantially equivalent to the device of FIG. If the drain pipe 29 and the drain valve 31 are not used in FIG. 5, the apparatus is substantially the same as the apparatus in FIG.
【0035】[0035]
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、半導
体ウェハ表面上に形成されたSi3 N4 膜を除去するに
あたり、温度範囲130−170℃の高温純水中でウェ
ットエッチングを行うと、SiやSiO2 からなる下地
に対して高温純水はほとんどエッチングしないことか
ら、Si3 N4 膜のエッチング選択比が向上し、下地に
ダメージを与えることなくウェハ表面からSi3 N4 膜
を除去することができる。As is clear from the above description, when the Si 3 N 4 film formed on the surface of the semiconductor wafer is removed, wet etching is performed in high-temperature pure water having a temperature range of 130 to 170 ° C. Since high-temperature pure water hardly etches the base made of Si or SiO 2 , the etching selectivity of the Si 3 N 4 film is improved, and the Si 3 N 4 film is removed from the wafer surface without damaging the base. can do.
【0036】また、純水とSiとでは比重に差があるた
め、ウェハは純水中で浮き上がることはなく、よって搬
送トラブルを起こすことはなくなる。Further, since there is a difference in specific gravity between pure water and Si, the wafer does not float in the pure water, so that a transport trouble does not occur.
【0037】さらに純水のみによりエッチングを行って
いるため環境汚染を心配する必要もない。Further, since the etching is performed only with pure water, there is no need to worry about environmental pollution.
【0038】また、エッチングに用いる純水中にあらか
じめ、ウェハや後の半導体素子製造工程に影響を与え
ず、かつエッチング反応を妨げることがないような不揮
発性の溶質を溶解しておくと、エッチング槽内の雰囲気
圧力をそれほど高くすることなく、エッチング溶液の沸
点を容易に上げることができる。また、純水のみで実施
する雰囲気圧力と同じ圧力下においては、純水のみの場
合よりも高い温度でのエッチングが可能となる。In addition, if a non-volatile solute that does not affect the wafer or the subsequent semiconductor device manufacturing process and does not hinder the etching reaction is dissolved in pure water used for etching in advance, the The boiling point of the etching solution can be easily raised without increasing the atmospheric pressure in the tank so much. Also, under the same pressure as the atmospheric pressure performed only with pure water, etching can be performed at a higher temperature than when only pure water is used.
【0039】また、エッチング装置のエッチング槽内を
密閉し、高圧雰囲気にするため純水の沸点は上昇し、そ
の結果熱リン酸によるウェットエッチングと同じ程度の
エッチングレートでエッチングを行うことが可能となっ
た。In addition, the boiling point of pure water rises because the inside of the etching tank of the etching apparatus is closed and a high-pressure atmosphere is established. As a result, it is possible to perform etching at the same etching rate as wet etching with hot phosphoric acid. became.
【0040】また、エッチング装置に排水手段を設け
る。これによりエッチング終了後、排水を行うとエッチ
ング槽内が減圧され、再び槽内に残っている純水が沸騰
を開始する。排水完了時にはエッチング槽内が高温の水
蒸気で満たされており、この高温水蒸気によってエッチ
ング済みのウェハを乾燥処理することができる。この結
果乾燥装置が不要となり、時間およびコストを削減する
ことができる。Further, a drainage means is provided in the etching apparatus. As a result, when the drainage is performed after the etching, the pressure in the etching tank is reduced, and the pure water remaining in the tank starts to boil again. When the drainage is completed, the inside of the etching tank is filled with high-temperature steam, and the high-temperature steam can dry the etched wafer. As a result, a drying device becomes unnecessary, and time and cost can be reduced.
【図1】第1の実施の形態の説明に供するエッチング装
置の概略的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an etching apparatus used for describing a first embodiment.
【図2】純水温度とSi3 N4 エッチングレートとの関
係を表す特性曲線図である。FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing a relationship between a pure water temperature and a Si 3 N 4 etching rate.
【図3】外気圧と純水の沸点との関係を表す特性曲線図
である。FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing a relationship between an external pressure and a boiling point of pure water.
【図4】第2の実施の形態の説明に供するエッチング装
置の概略的な断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view of an etching apparatus used for describing a second embodiment.
【図5】第4の実施の形態の説明に供するエッチング装
置の概略的な断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view of an etching apparatus used for describing a fourth embodiment;
【図6】従来技術の説明に供する素子分離技術を簡単に
示した工程図である。FIG. 6 is a process diagram briefly showing an element isolation technique used for explaining a conventional technique.
11:エッチング槽 13:水管 15:水バルブ 17:ガス管 19:ガスバルブ 21:ヒータ 23:構造体 25:純水 27:ガス 29:排水管 31:排水用バルブ 41:Si基板 43:SiO2 膜 45:Si3 N4 膜 47:素子分離領域 49:トランジスタ形成領域11: etching bath 13: water pipe 15: Water Valve 17: Gas pipe 19: gas valve 21: heater 23: structure 25: Pure water 27: Gas 29: drainage pipe 31: drainage valve 41: Si substrate 43: SiO 2 film 45: Si 3 N 4 film 47: element isolation region 49: transistor formation region
Claims (8)
設けられた構造体を密閉したエッチング槽内の純水中に
浸漬させて、該純水を130−170℃の温度範囲内の
温度に加熱して、前記シリコン窒化膜をウェットエッチ
ングすることを特徴とするシリコン窒化膜のエッチング
方法。1. A structure in which a silicon nitride film is provided on a surface of a semiconductor wafer is immersed in pure water in a closed etching tank, and the pure water is heated to a temperature within a temperature range of 130 to 170 ° C. And etching the silicon nitride film by wet etching.
チング方法において、 前記純水の加熱を2600−6800(hPa)の範囲
内の圧力の高圧雰囲気中で行うことを特徴とするシリコ
ン窒化膜のエッチング方法。2. The method for etching a silicon nitride film according to claim 1, wherein the heating of the pure water is performed in a high-pressure atmosphere having a pressure in a range of 2600-6800 (hPa). Etching method.
チング方法において、 前記高圧雰囲気を前記純水から蒸発した水蒸気による雰
囲気としたことを特徴とするシリコン窒化膜のエッチン
グ方法。3. The method for etching a silicon nitride film according to claim 2, wherein said high-pressure atmosphere is an atmosphere of water vapor evaporated from said pure water.
チング方法において、 前記シリコン窒化膜のエッチングが終了した後、同じエ
ッチング槽内で連続して前記ウェハを高温水蒸気中で乾
燥させることを特徴とするシリコン窒化膜のエッチング
方法。4. The method for etching a silicon nitride film according to claim 1, wherein after the etching of the silicon nitride film is completed, the wafer is continuously dried in high-temperature steam in the same etching bath. Method for etching a silicon nitride film.
シリコン窒化膜のエッチング方法において、 前記純水の沸点を上げるために、前記ウェハまたは後の
半導体素子製造工程に影響を与えなくてしかも純水によ
るエッチング反応を妨げない不揮発性溶質を純水にあら
かじめ溶解しておくことを特徴とするシリコン窒化膜の
エッチング方法。5. The method for etching a silicon nitride film according to claim 1, wherein the boiling point of the pure water is increased without affecting the wafer or a subsequent semiconductor element manufacturing process. A method for etching a silicon nitride film, wherein a non-volatile solute that does not hinder the etching reaction with pure water is dissolved in pure water in advance.
て、 エッチング溶液を入れるエッチング槽と、 該エッチング槽上部に設けられ、エッチング溶液として
純水を槽内へ導入する水管と、 前記水管から導入する水量を制御する、前記水管に取り
つけた水バルブと、該エッチング槽上部に設けられ、不
活性ガスを槽内へ導入するガス管と、 前記ガス管から導入するガス量を制御する、前記ガス管
に取りつけたガスバルブと、 前記エッチング槽内に取りつけた加熱用ヒータとを含む
ことを特徴とするウェットエッチング装置。6. An etching apparatus for a silicon nitride film, comprising: an etching tank for supplying an etching solution; a water pipe provided above the etching tank for introducing pure water as an etching solution into the tank; and an amount of water introduced from the water pipe. A water valve attached to the water pipe to be controlled; a gas pipe provided at the upper portion of the etching tank, for introducing an inert gas into the tank; and a gas valve attached to the gas pipe for controlling an amount of gas introduced from the gas pipe. And a heating valve mounted in the etching bath.
て、 エッチング溶液を入れるエッチング槽と、 該エッチング槽上部に設けられ、エッチング溶液として
純水を槽内へ導入する水管と、 前記水管から導入する水量を制御する、前記水管に取り
つけた水バルブと、 前記エッチング槽内に取りつけた加熱用ヒータとを含む
ことを特徴とするウェットエッチング装置。7. An etching apparatus for a silicon nitride film, comprising: an etching tank for supplying an etching solution; a water pipe provided above the etching tank for introducing pure water as an etching solution into the tank; and an amount of water introduced from the water pipe. A wet etching apparatus, comprising: a water valve to be controlled attached to the water pipe; and a heater for heating attached to the etching tank.
て、 エッチング溶液を入れるエッチング槽と、 該エッチング槽上部に設けられ、エッチング溶液として
純水を槽内へ導入する水管と、 前記水管から導入する水量を制御する、前記水管に取り
つけた水バルブと、 該エッチング槽上部に設けられ、不活性ガスを槽内へ導
入するガス管と、 前記ガス管から導入するガス量を制御する、前記ガス管
に取りつけたガスバルブと、 前記エッチング槽内に取りつけた加熱用のヒータと、 排水用および減圧手段として前記エッチング槽下部に設
けられた排水管と、 該排水管からの排水量を制御する、該排水管に取りつけ
た排水バルブとを含むことを特徴をするウェットエッチ
ング装置。8. An etching apparatus for a silicon nitride film, comprising: an etching tank for supplying an etching solution; a water pipe provided above the etching tank for introducing pure water as an etching solution into the tank; and an amount of water introduced from the water pipe. A water valve attached to the water pipe to be controlled; a gas pipe provided at an upper part of the etching tank, for introducing an inert gas into the tank; and a gas valve attached to the gas pipe for controlling an amount of gas introduced from the gas pipe. A gas valve, a heater for heating mounted in the etching tank, a drain pipe provided at the lower part of the etching tank as a drain and a pressure reducing means, and a drain pipe for controlling an amount of drain water from the drain pipe. And a drain valve.
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---|---|---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002089192A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of wet etching an inorganic antireflection layer |
KR100727906B1 (en) * | 2000-06-29 | 2007-06-14 | 삼성전자주식회사 | Apparatus for processing signal of monitoring camera using the terminal and method thereof |
US7687455B2 (en) | 2004-04-13 | 2010-03-30 | Immune Targeting Systems Ltd. | Antigen delivery vectors and constructs |
JP2023024302A (en) * | 2020-12-24 | 2023-02-16 | セメス株式会社 | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
-
1996
- 1996-08-14 JP JP21478296A patent/JP3485421B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100727906B1 (en) * | 2000-06-29 | 2007-06-14 | 삼성전자주식회사 | Apparatus for processing signal of monitoring camera using the terminal and method thereof |
WO2002089192A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of wet etching an inorganic antireflection layer |
WO2002089193A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of wet etching a silicon and nitrogen containing material |
KR100876170B1 (en) * | 2001-04-27 | 2008-12-31 | 엔엑스피 비 브이 | Semiconductor device manufacturing method |
US7687455B2 (en) | 2004-04-13 | 2010-03-30 | Immune Targeting Systems Ltd. | Antigen delivery vectors and constructs |
US8110540B2 (en) | 2004-04-13 | 2012-02-07 | Immune Targeting Systems Ltd. | Antigen delivery vectors and constructs |
US8129333B2 (en) | 2004-04-13 | 2012-03-06 | Immune Targeting Systems Ltd. | Antigen delivery vectors and constructs |
US8759281B2 (en) | 2004-04-13 | 2014-06-24 | Immune Targeting Systems Ltd. | Antigen delivery vectors and constructs |
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