JPH11111672A - ウェットエッチング処理装置および処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルタを常に正常な状態に保つことで粒子
（パーティクル）を効率よく除去することである。この
ことにより半導体集積回路の製造における歩留まり向
上、エッチング処理液（リン酸）およびフィルタ使用量
の低減、さらにはフィルタ交換回数に伴う装置不稼働時
間の短縮による生産性向上が実現できる。 【解決手段】従来のシリコン窒化膜ウェットエッチング
処理装置はシリコン窒化膜をエッチングする際に用いる
リン酸供給ライン９のみを有しているが、本発明のウェ
ットエッチング処理装置はフッ酸供給ライン１０も有し
ている。このためシリコン窒化膜ウェットエッチング処
理装置として一定期間使用した後、薬液交換を行いシリ
コン酸化膜ウェットエッチング処理装置として使用し、
その後、再び薬液交換を行えばシリコン窒化膜ウェット
エッチング処理装置として使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェットエッチン
グ処理装置に関し、特にシリコン窒化膜エッチング処理
装置およびシリコン酸化膜エッチング処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来技術を示す概略模式図であ
る。従来、ディップ式のウェットエッチング処理装置は
エッチング処理槽２，加熱ヒーターまたは冷熱器３，循
環ポンプ４，フィルター５により構成されており、シリ
コン窒化膜エッチング処理装置およびシリコン酸化膜エ
ッチング処理装置も同様である。

【０００３】循環ポンプ４より吐き出されたエッチング
処理液１はフィルタ５を通り、エッチング処理槽２へは
入りエッチング処理槽２よりオーバーフローしたエッチ
ング処理液１ａは再び循環ポンプ４へと送られる。この
際エッチング処理液１中のパーティクルはフィルタ５で
捕集されエッチング処理槽２内は通常、清浄に保たれて
いる（特開平４−１０３７８１参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術における問題
点は、高温リン酸を用いてシリコン窒化膜をエッチング
する際に発生するパーティクルである。このパーティク
ルはシリコンウェハ上に大量に付着し半導体集積回路の
製造において製品歩留まりを低下させていた。

【０００５】また、リン酸使用量の増大、フィルタ使用
量の増大さらにフィルタ交換に伴う装置の不稼働時間の
増大という問題もある。

【０００６】その理由は、シリコン窒化膜をエッチング
する際に発生するパーティクルが、処理量の増加に伴い
増大しフィルタの膜に吸着し、フィルタとしてのパーテ
ィクル除去性能を劣化させるためである。また、このパ
ーティクルはフィルタに徐々に蓄積されていき、エッチ
ング処理液（リン酸）交換を行っても元の状態には戻ら
ず、最終的にフィルタは目詰まりしてしまう。つまり、
従来装置はフィルタに付着したパーティクルを定期的に
除去する機能を有していないため、上記の問題が発生し
ていた。

【０００７】また、リン酸使用量、フィルタ使用量が増
大する理由は、上記パーティクルの問題解決手段の一つ
としてリン酸交換およびフィルタ交換を頻繁に行ってい
るからである。つまり、多量のパーティクルが発生する
までにリン酸を交換するためである。また、フィルタに
おいても同様で、パーティクル除去機能が劣化する前に
フィルタを交換してしまうためである。なお、一般にリ
ン酸交換頻度は１回／１日〜３日、フィルタ交換頻度は
１回／数ヶ月〜１年程度であり、フィルタ交換に要する
時間は５時間／１回程度である。上記の問題はフィルタ
のパーティクル除去機能を長時間安定させることができ
れば解決できる。

【０００８】本発明の目的は、フィルタを常に正常な状
態に保つことでパーティクルを効率よく除去することが
できるウェットエッチング処理装置および処理方法を提
供することである。このことにより半導体集積回路の製
造における歩留まり向上、リン酸およびフィルタ使用量
の低減さらにはフィルタ交換回数に伴う装置不稼働時間
の短縮による生産性向上が実現できる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、エッチ
ング処理液を収容したエッチング処理槽と、前記エッチ
ング処理液を加熱するヒーターと、前記エッチング処理
液を冷却する冷熱器と、前記エッチング処理液を循環さ
せるポンプと、パーティクルを除去するために用いるフ
ィルタとを有するディップ式のウェットエッチング処理
装置において、シリコン窒化膜のエッチングおよびシリ
コン酸化膜のエッチングが、単一槽で作業可能なウェッ
トエッチング処理装置および単一槽でシリコン窒化膜の
エッチングとシリコン酸化膜のエッチングを交互に行う
処理方法が得られる。

【００１０】従来のシリコン窒化膜ウェットエッチング
処理装置は、シリコン窒化膜をエッチングする際に用い
るリン酸供給ラインのみを有しているが、本発明のウェ
ットエッチング処理装置はフッ酸供給ラインも有してい
る。

【００１１】このためシリコン窒化膜ウェットエッチン
グ処理装置として一定期間使用した後、薬液交換を行い
シリコン酸化膜ウェットエッチング処理装置として使用
し、その後再び薬液交換を行えばシリコン窒化膜ウェッ
トエッチング処理装置として使用することが可能であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のウ
ェットエッチング処理装置を示す概略模式図である。

【００１３】図１に示すように、エッチング処理液１を
収容するエッチング処理槽２に、リン酸供給ライン９お
よびフッ酸供給ライン１０を設ける。また、エッチング
処理槽２の外部にシリコン窒化膜エッチング用の加熱ヒ
ータ７およびシリコン酸化膜エッチング用の冷熱器８を
設ける。以下循環ポンプ４およびフィルタ５は従来技術
と同様である。エッチング処理液１の流れは図１の矢印
の方向に流れ、循環ポンプ４より吐き出されたエッチン
グ処理液１はフィルタ５を通り粒子（パーティクル）を
除去した後、エッチング処理槽２へ送られエッチング処
理槽２よりオーバーフローしたエッチング処理液１ａは
再び循環ポンプ４へと送られる。

【００１４】次に、ウェットエッチング処理方法につい
て説明する。まず、エッチング処理槽２内にリン酸供給
ライン９よりエッチング処理液１（この場合リン酸）を
供給し、加熱ヒータ７を用いエッチング処理液１を１６
０℃に加熱し、その後シリコン窒化膜のエッチング処理
を３日間行い廃液する。廃液後は今度はエッチング処理
槽２内にフッ酸供給ライン１０よりエッチング処理液
（この場合フッ酸）を供給し、冷熱器８を用いエッチン
グ処理液１を２０℃に冷却し、シリコン酸化膜のエッチ
ング処理を３日間行い廃液する。再度、同様にエッチン
グ処理槽２内にリン酸を供給するといったように、エッ
チング処理槽２をシリコン窒化膜のエッチングとシリコ
ン酸化膜のエッチングとに交互に使用することで、通常
シリコン窒化膜のエッチング処理のみで使用していた場
合よりパーティクルが格段に少ないリン酸が供給でき
る。

【００１５】これは、シリコン窒化膜をエッチングした
際に発生しフィルタに吸着したパーティクルが、シリコ
ン酸化膜のエッチングの際にフッ酸で容易に除去できる
ために、フィルタが常に正常なパーティクル除去機能を
保てるからである。

【００１６】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。図２は本発明の第２の実施の形態を示す概略模
式図であり上方から見た図である。図２に示すように、
上述した本発明のウェットエッチング処理装置（１１，
１１ａ）を直列に並べその間に水洗槽１２を設ける。

【００１７】このような処理装置の配列にすることによ
り、１台の装置でシリコン窒化膜エッチングとシリコン
酸化膜エッチングの処理が可能となる。つまり、エッチ
ング処理装置１１またはエッチング処理装置１１ａのど
ちらか一方にリン酸、他方にフッ酸を供給しそれぞれを
エッチングする。そこでシリコン窒化膜エッチング処理
装置とシリコン酸化膜エッチング処理装置のエッチング
処理液を交互に入れ替えることで、前述したようにシリ
コン窒化膜エッチングの際に発生しフィルタに吸着した
パーティクルが、シリコン酸化膜のエッチングの際にフ
ッ酸で除去されるため、フィルタは常に正常な状態が保
たれている。エッチング処理液の入れ替えを３日の間隔
で行えば、シリコンウェハ上に付着するパーティクルは
格段に低下し、フィルタの寿命も大幅に延長する。

【００１８】これによって、半導体集積回路製造におけ
る歩留まり向上、フィルタ費用の低減およびフィルタ交
換に伴う装置の不稼働時間も大幅に短縮される。

【００１９】次に、他の効果について記す。前述のよう
に本発明のウェットエッチング処理装置を直列に並べる
ことでシリコン窒化膜エッチングとシリコン酸化膜エッ
チングの連続処理が可能となる。まず、フッ酸の入った
エッチング処理槽でシリコン酸化膜をエッチングし、そ
の後、水洗槽１２で水洗いする。次にリン酸の入ったエ
ッチング処理槽でシリコン窒化膜をエッチングするとい
う手順である。

【００２０】通常、シリコン窒化膜は半導体集積回路製
造において素子分離形成におけるシリコン酸化時のマス
クとして用いられるが、その後工程でシリコン酸化膜エ
ッチング、シリコン窒化膜エッチング、シリコン酸化膜
エッチングの連続処理が必要となる。従来はそれぞれの
工程を別々の装置で行っていたため、合計の処理時間は
装置から装置へ搬送時間も含めて約５時間は要してい
た。しかし、本実施の形態の槽構成にすることで処理時
間は約２時間になり、本発明は半導体集積回路製造にお
いて工期短縮効果も得られる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の効果は、単一槽でシリコン窒化
膜のエッチングとシリコン酸化膜のエッチングを交互に
処理することで、エッチング処理槽内が常に清浄に保た
れることである。これによって、シリコンウェハ上に付
着するパーティクルが減少し、半導体集積回路製造にお
いて製品歩留まりが向上する。さらには、エッチング処
理液の使用量、フィルタの使用量が減少する。

【００２２】その理由は、シリコン窒化膜をエッチング
する際に発生するパーティクルはシリコン酸化物系であ
り、シリコン酸化膜をエッチングする際に用いるフッ酸
で容易に溶解する。つまり、フィルタは常に正常な性能
を維持でき、パーティクルを確実に除去できるためであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す模式図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す模式図であ
る。

【図３】従来技術を示す模式図である。

【符号の説明】

１ エッチング処理液 １ａ オーバーフローしたエッチング処理液 ２ エッチング処理槽 ３ 加熱ヒータまたは冷熱器 ４ 循環ポンプ ５ フィルタ ６ エッチング処理液供給ライン ７ 加熱ヒータ ８ 冷熱器 ９ リン酸供給ライン １０ フッ酸供給ライン １１，１１ａ ウェットエッチング処理装置 １２ 水洗槽 １３ 乾燥装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エッチング処理液を収容したエッチング
   処理槽と、前記エッチング処理液を加熱するヒータと、
   前記エッチング処理液を冷却する冷熱器と、前記エッチ
   ング処理液を循環させるポンプと、パーティクル（粒
   子）を除去するために用いるフィルタを有するディップ
   式のウェットエッチング処理装置において、シリコン窒
   化膜のエッチング及びシリコン酸化膜のエッチングを単
   一槽で行うことを特徴とするウェットエッチング処理装
   置。
2. 【請求項２】 リン酸供給ラインとフッ酸供給ラインの
   両方を有する請求項１記載のウェットエッチング処理装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のウェットエッチ
   ング処理装置を用いて、単一槽でシリコン窒化膜のエッ
   チングとシリコン酸化膜のエッチングを交互に行うこと
   を特徴とするウェットエッチング処理方法。
4. 【請求項４】 ２個のウェットエッチング処理装置を水
   洗槽をはさんで縦続して並べ、一方の処理装置にリン酸
   を供給し、他方の処理装置にフッ酸を供給してシリコン
   窒化膜およびシリコン酸化膜のエッチング処理を行な
   い、一定期間使用した後、エッチング処理液を交換して
   エッチング処理を行うことを特徴とするウェットエッチ
   ング処理装置。