KR100265860B1 - Oxide layer removing method by dry etching using anhydrous fluoride and methanol - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for removing an oxide layer by a dry etching method using an anhydrous fluoride and a methanol is provided to improve an etching ratio by increasing a pressure of an anhydrous fluoride. CONSTITUTION: A temperature of an oxide layer formed with a structure and an oxide layer is maintained under 15 to 70 degrees centigrade. The oxide layer of the wafer is etched under a condition that the amount of an anhydrous fluoride is larger than the amount of a methanol. The etching method is a dry etching method. The etching process for etching the oxide layer is performed under a pressure of 0.1 to 100 torr. The oxide layer is a PSG or BPSG or TEOS or a thermal oxide layer.

Description

무수 불화수소 및 메탄올을 이용한 건식식각에 의한 산화막 제거 방법Removal method of oxide film by dry etching using anhydrous hydrogen fluoride and methanol

본 발명은 단결정 또는 폴리실리콘의 미소 구조체 밑에 있는 희생층인 TEOS 또는 열 산화막 등의 건식식각 방법에 관한 것으로, 특히 이러한 건식식각 방법을 개선하는 것에 의하여 미소 구조체를 고착 현상없이 띄우기 위한 반도체 장치의 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method such as TEOS or a thermal oxide film, which is a sacrificial layer under a microstructure of single crystal or polysilicon, and in particular, to form a semiconductor device for floating a microstructure without sticking by improving such a dry etching method. It is about a method.

기존 방법들은 희생층 산화막 제거시 미소 구조체의 고착 현상을 피하기 위하여 여러 가지 복잡한 방법을 사용하였다. 즉, 산화막의 접촉 면적을 줄이거나 비친수성(hyhrophobic)이 되도록 NH4F 처리를 하거나, 초임계(supercritical) CO2건조 방법을 사용하여 표면장력(capillary force)을 감소시키는 방법을 사용하였다.Existing methods used a variety of complex methods to avoid sticking of the microstructures when removing the sacrificial layer oxide. That is, a method of reducing the surface tension (capillary force) by using a NH 4 F treatment to reduce the contact area of the oxide film or to become non-hydrophilic (hyhrophobic), or using a supercritical CO 2 drying method.

제3도는 건식식각 장치의 개략도로서, 건식식각 장치는 시료를 넣을 수 있으며 외부와 차단된 시료 준비실(A), 식각 공정을 수행하는 반응실(B), 가스공급계(C), 진공 배기계(D), 제어계로 구성되어 있다.FIG. 3 is a schematic diagram of a dry etching apparatus, which may contain a sample, a sample preparation chamber (A) which is blocked from the outside, a reaction chamber (B) performing an etching process, a gas supply system (C), and a vacuum exhaust system ( D) It consists of a control system.

일반적인 식각 공정은 다음과 같이 이루어진다. 우선, 반응실(B) 내로 시료또는 웨이퍼(1)를 준비할 때는 먼저 반응실(B)에 질소를 넣어 대기압 상태로 만든다. 그 다음은 시료 준비실(A)에 있는 LM 가이드(2)에 부착되어 있는 로보틱 아암(3) 위에 웨이퍼(1)를 놓고 사각 스롯 밸브(4)를 통해 반응실(B)로 넣는다. 이때 기판(5) 위에 위치한 3핀 리프트(6)가 웨이퍼(1)를 들고 난 후에 로보틱 아암(3)을 빼낸다. 동시에 3핀 리프트(6)가 내려가 반응실(B) 내의 히터(7) 위에 장착된 기판(5)에 웨이퍼(1)를 정확하게 놓는다. 다시진공 펌프(D)로 반응실(B)을 진공상태로 하고 기판(5)이 공정 온도에 도달하고 트로틀 밸브(8)에 의해 공정 압력에 도달하면 공정 가스들을 반응실(B)로 넣는다.The general etching process is as follows. First, when preparing the sample or wafer 1 into the reaction chamber B, nitrogen is first put into the reaction chamber B to bring it to atmospheric pressure. Next, the wafer 1 is placed on the robotic arm 3 attached to the LM guide 2 in the sample preparation chamber A and put into the reaction chamber B through the square slot valve 4. At this time, the 3-pin lift 6 positioned on the substrate 5 lifts the wafer 1 and then pulls out the robotic arm 3. At the same time, the 3-pin lift 6 descends to accurately place the wafer 1 on the substrate 5 mounted on the heater 7 in the reaction chamber B. When the reaction chamber B is vacuumed again by the vacuum pump D and the substrate 5 reaches the process temperature and the process pressure is reached by the throttle valve 8, process gases are introduced into the reaction chamber B.

그리고, 산화막의 식각 공정은 자동 유량 조절기(9)에 의해 공급되는 무수(a無水) 불화 수소(순도 99.9%)와 캐리어 가스(carrier gas)인 질소가 버블러(11)에 주입되어 발생되는 메탄올(순도 99.9%) 증기를 사용하여, 반응실(b)에서 수행된다.In the etching process of the oxide film, anhydrous hydrogen fluoride (purity 99.9%) supplied by the automatic flow regulator 9 and nitrogen, which is a carrier gas, are injected into the bubbler 11 to generate methanol. (Purity 99.9%) using steam, in the reaction chamber (b).

무수 불화 수소는 가열 패드(10)로 둘러 쌓여 40℃가 유지된 가스 실린더(gas cylinder)에서 520 토르의 압력으로 반응실(B)에 공급된다. 이때 무수 불화수소의 가스 실린더를 가열하는 온도 측정용 센서가 움직이지 않도록 가스 실린더 주위에 절연 테이프로 온도 측정용 센서가 고정되어 있다.Anhydrous hydrogen fluoride is surrounded by a heating pad 10 and supplied to the reaction chamber B at a pressure of 520 Torr in a gas cylinder maintained at 40 ° C. At this time, the temperature measuring sensor is fixed with an insulating tape around the gas cylinder so that the temperature measuring sensor for heating the gas cylinder of anhydrous hydrogen fluoride does not move.

그리고 질소를 자동 유량조절기(9)에 의해 100sccm으로 조절하여 버블러(11)에 넣으면 메탄올이 생성되고, 기화된 메탄올이 출구에 있는 압력 조절용 니들밸브(12)에 의해 260 토르 항상 일정하게 유지되면서, 520 토르의 압력으로 조절되는 무수 불화 수소와 동시에 반응실(B)로 공급된다.And when nitrogen is adjusted to 100sccm by the automatic flow regulator 9 into the bubbler 11, methanol is produced, and vaporized methanol is constantly maintained at 260 torr by the pressure regulating needle valve 12 at the outlet. And anhydrous hydrogen fluoride, controlled at a pressure of 520 Torr, to the reaction chamber (B).

이때 메탄올 버블러의 압력이 변동하여 공정 중에 메탄올의 공급량이 변하면 결과적으로, 산화 식각율에 결정적으로 영향을 미치는 불화수소의 분압이 변하므로 주의해야 한다.At this time, if the pressure of the methanol bubbler fluctuates and the amount of methanol supplied during the process is changed, the partial pressure of hydrogen fluoride, which has a decisive effect on the oxidation etch rate, is changed.

물질 평형 상태에서 메탄올 버블어의 전체 압력(Pbubbler=PN2+PCH3OH)이 변한다는 것은, 메탄올의 압력(PCH3OH)이 일정하다고 하면 질소(N2)의 분압(PN2)이 변한다는 것을 의미한다. 결국 전체적인 압력(P=PHF+PCH3OH+PN2=PHF+Pbubbler)이 동일할 때 불화수소, 메탄올, 질소에 대한 분압이 변동하게 된다. 따라서 희생층 식각율에 결정적으로 영향을 미치는 불화수소의 분압이 변하면서 식각비 ∝ (PHF)2×PCH3OH)이므로 산화막의 식각율이 달라진다. 한편, 반응실의 내부는 무수 불화 수소가스에 의한 부식을 방지하기 위하여 테프론 코팅(teflon coating)이 되어 있다.The change in the total pressure (P bubbler = P N2 + P CH3OH ) of the methanol bubbler at the equilibrium state means that the partial pressure (P N2 ) of nitrogen (N 2 ) changes if the pressure of methanol (P CH3OH ) is constant. Means that. As a result, the partial pressures for hydrogen fluoride, methanol, and nitrogen fluctuate when the overall pressure (P = P HF + P CH3OH + P N2 = P HF + P bubbler ) is the same. Therefore, since the partial pressure of hydrogen fluoride which affects the etch rate of the sacrificial layer is changed, the etching rate of the oxide film is changed because the etching ratio P (P HF ) 2 × P CH 3 OH ). On the other hand, the inside of the reaction chamber is Teflon coating (teflon coating) to prevent corrosion by anhydrous hydrogen fluoride gas.

일반적인 공정시의 산화막 식각 과정을 화학반응식으로 나타내면 다음과 같다.The etching process of the oxide film in the general process is as follows.

HF(g) ↔ HF(ads)HF (g) ↔ HF (ads)

M(g) ↔ M(ads), (M=CH3OH)M (g) ↔ M (ads), (M = CH 3 OH)

2HF(ads) + M(ads) → HF- 2(ads) + MH+(ads)①2HF (ads) + M (ads) → HF - 2 (ads) + MH + (ads) ①

SiO2(s) + 2HF- 2(ads) + 2MH+(ads) → H2SiF6(ads) + 2H2O(ads) + 3M(ads)②SiO 2 (s) + 2HF - 2 (ads) + 2MH + (ads) → H 2 SiF 6 (ads) + 2H 2 O (ads) + 3M (ads) ②

H2SiF6(ads) → SiF4(g) + 2HF(g)③H 2 SiF 6 (ads) → SiF 4 (g) + 2HF (g) ③

먼저 산화막에 흡착된 불화 수소와 메탄올은 반응식(①)과 같이 HF- 2(ads)로 이온화되며, 이흡착된 HF- 2는 습식식각에서와 같이 가장 중요한 식각 반응 인자이다. 이 식각 과정에서의 다른 부산물로서 반응식(②)에서와 같이 H2SiF6(ads)가 생성된다. 이것은 반응식(③)에서 보듯이 SiF4(g)와 HF(g)로 분해되어 기판 위에 잔류물(residue)을 발생시키지 않고 물이나 메탄올처럼 기화된다. 잔류물의 생성을 억제하기 위해서는 무수 불화 수소의 분압을 상승시켜 물의 함량을 낮추거나 또는 웨이퍼의 온도를 높이는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 한편, 반응식(①)에서의 산화막 식각율은 흡착된 무수 불화 수소와 메탄올의 분압에 의해 주로 좌우되며, 이 분압은 두 물질 사이의 이온화 반응을 지배하게 된다.First, hydrogen fluoride and methanol adsorbed on the oxide film are ionized to HF - 2 (ads) as shown in Reaction Formula (①), and the adsorbed HF - 2 is the most important etching reaction factor as in wet etching. As another by-product of this etching process, H 2 SiF 6 (ads) is produced as in Scheme (②). It is decomposed into SiF 4 (g) and HF (g) as shown in reaction (③), and vaporizes like water or methanol without generating residue on the substrate. It can be seen that in order to suppress the formation of residues, it is desirable to increase the partial pressure of anhydrous hydrogen fluoride to lower the water content or increase the temperature of the wafer. On the other hand, the oxide film etch rate in the reaction equation (1) depends mainly on the partial pressure of adsorbed anhydrous hydrogen fluoride and methanol, which dominates the ionization reaction between the two materials.

그러나 공정시 불화 수소(HF)와 물(H2O)이나 메탄올(CH3OH) 사이의 화학반응으로 인하여 발생되는 물이 일부 잔류하여 미소 구조체를 지지하는 모서리 부분이나 캔티레버(cantilever)의 끝 부분에서 고착 현상이 발생한다.However, in the process, the water generated by the chemical reaction between hydrogen fluoride (HF) and water (H 2 O) or methanol (CH 3 OH) remains, so that the edge of the microstructure or the end of the cantilever is supported. Sticking phenomenon occurs at

또한 제조 공정이 매우 복잡하여 비경제적일 뿐만 아니라 재현성 있게 미소실리콘 구조체를 띄울 수 없는 단점이 있다.In addition, the manufacturing process is very complicated, it is not only economical, but also has the disadvantage that can not float the micro-silicon structure reproducibly.

종래의 단결정 또는 폴리실리콘의 미소 구조체 밑에 있는 희생층인 PSG, BPSG, 열산화막, TEOS 또는 열산화막의 제거 공정은, 압력이 50 토르, 온도가 25℃, 버블러의 압력이 520 토르로 설정하여 이루어진다.In the conventional process of removing the sacrificial layer PSG, BPSG, thermal oxide film, TEOS or thermal oxide film under the microstructure of single crystal or polysilicon, the pressure is 50 Torr, the temperature is 25 ° C, and the bubbler pressure is set to 520 Torr. Is done.

전술한 공정 후의 표면을 육안으로 살펴보면 지름이 동일한 크기의 물기가 마른 흔적들이 규칙적으로 분포되어 있다. 이는 가스가 지나는 관에서 샤워 헤드(shower head, 13) 부분 사이의 불화수소와 메탄올의 화학반응으로 인하여 물이 발생되며, 이물이 결과물 표면에 떨어졌다가 부분적으로 기화되면서 남겨진 흔적이다. 종래 이러한 건식식각 공정에 의한 SEM 사진인 제1(a)도 내지 제1(c)도를 보면 하부 전극인 다결정 실리콘 표면(1a), 빗살(comb) 부분(1b), 캔티레버 부분(1c)에 희생층인 산화막이 완전히 식각되지 않았다. 이는 메탄올 분압이 높아 희생층 식각율에 미치는 불화 수소의 분압이 상대적으로 낮아져 산화막의 식각율이 떨어졌기 때문이다.Looking at the surface after the above-described process with the naked eye, the traces of dry moisture having the same diameter are regularly distributed. This is due to the chemical reaction between hydrogen fluoride and methanol between the shower head 13 in the tube through which the gas passes, and water remains on the surface of the product after it has been partially vaporized. In the first (a) to the first (c) of the SEM image of the dry etching process, the polycrystalline silicon surface 1a, the comb portion 1b, and the cantilever portion 1c, which are lower electrodes, are shown. The oxide film as the sacrificial layer was not completely etched. This is because the partial pressure of hydrogen fluoride on the sacrificial layer etch rate is relatively low due to the high methanol partial pressure, and the etch rate of the oxide film is lowered.

또한 공정시 발생되는 물이 미소 구조체의 모서리 부분이나 캔티레버의 끝부분에서 고착현상을 발생시킨다.In addition, the water generated during the process causes sticking at the edge of the microstructure or at the end of the cantilever.

첨부된 도면, 제7(a)도 내지 제7(e)도는 종래 기술에 따른 산화막 제거 방법에 의해 잔류물질이 제거되지 않은 상태를 보이는 SEM 사진으로서, 제7(a)도는 기판 상에 물의 응결(water condensation)이 발생한 상태, 제7(b)도 내지 제7(e)도는 물의 응결에 의해 각각 젤리(jelly)와 같은 실리콘 카바이드(silicon carbide)가 잔류하는 상태(제7(b)도), 물의 응결에 의해 버섯(mushroom)과 섬 형상(island shaped)의 SiOxNy가 잔류한 상태(제7(c)도), 기포 형상(bubble-shaped) H3PO4(H2O)가 잔류한 상태(제7(d)도), 스크래치 형태(scratch-shaped)의 SiOxNy(제7(e)도)를 각각 보이고 있다.7 (a) to 7 (e) are SEM photographs showing a state in which residual material is not removed by the oxide film removing method according to the prior art. FIG. 7 (a) shows condensation of water on a substrate. (water condensation) occurs in the state of Fig. 7 (b) to Fig. 7 (e) is a state in which silicon carbide (silicon carbide), such as jelly (remaining) respectively due to the condensation of water (Fig. 7 (b)) , The state of mushroom and island-shaped SiO x N y remaining due to the condensation of water (Fig. 7 (c)), bubble-shaped H 3 PO 4 (H 2 O) Is shown in the remaining state (Fig. 7 (d)), and scratch-shaped SiO x N y (Fig. 7 (e)), respectively.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 자이로 스코프 등의 산화막 식각시 무수 불화수소의 압력을 높여 식각율을 향상시키고 이에 따른 물의 형성을 온도와 압력에 따른 몰의 열 역학적 성질을 이용하이 물이 완전히 제거되는 방법을 제시하는 것에 의하여, 단결정 또는 폴리실리콘의 미소 구조체 밑에 있는 희생층의 건식식각 방법을 개선하여 미소 구조체를 고착 현상없이 띄울 수 있는, 무수 불화수소와 메탄올을 이용한 기상 식각에 의한 미소 구조체 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving the problems described above, by increasing the pressure of the anhydrous hydrogen fluoride during the etching of the oxide film of the gyroscope, such as to improve the etching rate and the formation of water according to the temperature and pressure using the thermodynamic properties of the mole By presenting a method of completely removing the water, it is possible to improve the dry etching method of the sacrificial layer under the microstructure of single crystal or polysilicon so that the microstructure can be floated without sticking to the gas phase etching using anhydrous hydrogen fluoride and methanol. It is an object of the present invention to provide a method for producing a microstructure.

제1(a)도 내지 제1(c)도는 종래 식각방법에 의한 자이로 스코프 제조 공정을 보이는 SEM 사진.1 (a) to 1 (c) is a SEM photograph showing a gyroscope manufacturing process by a conventional etching method.

제2(a)도 내지 제2(c)도는 본 발명의 일실시예에 따른 자이로 스코프 제조 공정을 보이는 SEM 사진.2 (a) to 2 (c) is a SEM photograph showing a gyroscope manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

제3도는 건식식각 장치의 개략도.3 is a schematic view of a dry etching apparatus.

제4도는 온도에 따른 물 및 메탄올의 증기압 곡선.4 is a vapor pressure curve of water and methanol with temperature.

제5도는 물의 상평형도.5 is a phase diagram of water.

제6도는 온도에 따른 TEOS 산화막의 실험적인 식각율을 보이는 그래프.6 is a graph showing the experimental etching rate of TEOS oxide film with temperature.

제7(a)도 내지 제7(e)도는 종래 기술에 따른 산화막 제거 방법에 의해 잔류물질이 제거되지 않은 상태를 보이는 SEM 사진.7 (a) to 7 (e) is a SEM photograph showing a state that the residual material is not removed by the oxide film removal method according to the prior art.

제8(a)도 내지 제8(k)도는 본 발명에 따른 산화막 제거 방법에 의해 고착현상이 발생하지 않은 상태를 보이는 SEM 사진.8 (a) to 8 (k) is a SEM photograph showing a state in which no sticking phenomenon occurs by the oxide film removal method according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 웨이퍼 2 : LM 가이드1: wafer 2: LM guide

3 : 로보틱 아암 4 : 사각 스롯 밸브3: robotic arm 4: square slotted valve

5 : 기판 6 : 3핀 리프트5: substrate 6: 3-pin lift

7 : 히터 8 : 트로틀 밸브7: heater 8: throttle valve

9 : 자동유량 조절기 10 : 가열패드9: automatic flow regulator 10: heating pad

11 : 버블러 12 : 니들 밸브11: bubbler 12: needle valve

13 : 샤워 헤드 14 : 4극 질량 분석기13: shower head 14: 4-pole mass spectrometer

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무수 불화수소 및 메탄올을 이용하여 구조체 밑에 있는 산화막을 제거하는 방법에 있어서, 상기 구조체 및 상기 산화막이 형성되어 있는 웨이퍼의 온도를 15℃ 내지 70℃로 유지하고, 상기 무수 불화 수소의 양이 상기 메탄올의 양 보다 상대적으로 많은 조건에서 상기 산화막을 건식 식각하여 제거하는 산화막 제거 방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object in the method for removing the oxide film under the structure using anhydrous hydrogen fluoride and methanol, the temperature of the wafer on which the structure and the oxide film is formed is maintained at 15 ℃ to 70 ℃, Provided is an oxide film removal method for removing the oxide film by dry etching under conditions in which the amount of the anhydrous hydrogen fluoride is relatively greater than the amount of the methanol.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

제2(a)도 내지 제2(c)도는 본 발명의 일실시예에 따른 자이로 스코프의 제조 공정도이다.2 (a) to 2 (c) is a manufacturing process diagram of a gyroscope according to an embodiment of the present invention.

온도에 따른 물(H2O)과 메탄올(CH3OH)의 증기압(Vapor pressure)을 나타낸 제4도에서 보면, 50 토르 공정압력에서 물의 온도가 40℃이상 되어야 증기로 기화되며, 메탄올은 온도가 10℃ 이상에서 증기압이 공정 압력(50 토르) 보다 높기 때문에 같은 온도에서 물 보다 먼저 기화될 것이다. 즉 물은 공정 압력이 50 토르, 온도가 40℃ 이상 되어야 증기로 기화한다.In FIG. 4 showing the vapor pressure of water (H 2 O) and methanol (CH 3 OH) according to the temperature, the temperature of water at 50 torr process pressure is more than 40 ° C. to vaporize it into steam. Will vaporize before water at the same temperature because the vapor pressure is above the process pressure (50 Torr) above 10 ° C. In other words, the water is vaporized to steam when the process pressure is 50 Torr and the temperature is 40 ℃ or more.

그러나 웨이퍼의 온도에 따른 산화막의 식각율을 나타내는 제6도에서 알 수 있듯이 TEOS와 같은 산화막의 식각율이 온도에 따라 매우 감소된다. 이에 물의 기화를 위하여 무제한적으로 온도를 높인다는 것은 불가능하다.However, as can be seen from FIG. 6 which shows the etching rate of the oxide film according to the wafer temperature, the etching rate of the oxide film such as TEOS is greatly reduced with temperature. Therefore, it is impossible to raise the temperature unlimitedly for the vaporization of water.

여기서 도면부호 E는 PHF=11.4토르, PM/PHF=0.04(M=CH3OH를 나타냄)일 경우의 식각 곡선이고, F는 PHF=5.9 토르, M/PHF=0.66일 경우의식각 곡선이다. 즉, 식각 가스 불화 수소의 양이 상대적으로 많은 E 곡선의 식각율이 높음을 알 수 있다.Where E denotes an etch curve when P HF = 11.4 Torr, PM / P HF = 0.04 (indicates M = CH 3 OH), and F is P HF = 5.9 Torr and M / P HF = 0.66 Etch curve. That is, it can be seen that the etching rate of the E curve having a large amount of etching gas hydrogen fluoride is high.

따라서, 웨이퍼의 온도를 종래의 공정 온도인 25℃보다 식각율은 50% 정도 낮은 35℃로 설정하고 대신에, 식각 공정 시간을 1.5배 증가시켜 공정한다. 이때 가장 중요한 조건은, 건식식각 공정 동안 웨이퍼의 온도를 15-70℃로 일정하게 유지시키는 방법으로 반응실(B) 하부에 설치되어 있는 독립적인 히터를 사용하는 것이 아니라 반응실(B) 전체를 감싸고 있는 히터를 65℃로 유지하여 웨이퍼의 온도가 공정 온도를 유지하도록 하는 것이다.Therefore, the etching rate is set to 35 ° C, which is 50% lower than the conventional process temperature of 25 ° C, and instead, the etching process time is increased by 1.5 times. At this time, the most important condition is to keep the temperature of the wafer constant at 15-70 ° C. during the dry etching process, and not to use an independent heater installed under the reaction chamber (B), but the entire reaction chamber (B). The temperature of the wafer is maintained at the process temperature by maintaining the wrapped heater at 65 ° C.

결과적으로 본 발명의 일실시예에 따른 산화막의 식각 공정은, 일차 공정 조건에서 압력이 50 토르, 웨이퍼의 온도가 35℃, 버블러 압력이 250 토르, 공정시간을 3000 sec로 설정하여 실시한다.As a result, the etching process of the oxide film according to an embodiment of the present invention is performed by setting the pressure to 50 Torr, the wafer temperature to 35 ° C., the bubbler pressure to 250 Torr, and the process time to 3000 sec under the primary process conditions.

다른 실시예로 SOI 웨이퍼를 이용한 자이로 스코프의 희생층인 열산화막(thermal oxide)에 대한 습식식각(wet etch) 후의 건식식각에 본 발명의 식각 공정 조건을 사용한다. 여러 가지 희생층 중에 열산화막은 기존의 TEOS 산화막 보다 막질(film quality)이 치밀(dense)하기 때문에 습식식각을 통하여 일차적으로 필요한 두께만큼 식각한 다음, 진술한 온도 증가 방법으로 건식식각을 수행한다. 그 결과, 단결정 실리콘의 구조체 밑에 있는 희생층인 열산화막도 역시 고착현상 없이 띄울수 있다.In another embodiment, the etching process conditions of the present invention are used for wet etching after wet etching of thermal oxide, a sacrificial layer of a gyroscope using an SOI wafer. Among the various sacrificial layers, the thermal oxide film is denser than the conventional TEOS oxide film, and therefore, the thermal oxide film is first etched to the required thickness through wet etching, and then dry etching is performed by the temperature increasing method described above. As a result, a thermal oxide film, which is a sacrificial layer under the structure of single crystal silicon, can also float without sticking.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통사의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 전환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various changes, modifications and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is not limited to the drawing.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 자이로 스코프 등의 열산화막 및 TEOS 산화막 등의 희생층 식각시, 불화 수소의 메탄올을 이총한 식각반응에서, 불화 수소의 분압을 높이고, 이에 무수 불화 수소와 메탄올이 반응하여 발생되는 물(H2O)을 기판에서 제거하기 위해 물의 열역학적인 성질을 이용하여 반응실의 외벽을 가열하여 웨이퍼의 온도를 15-70℃로 함으로써, 물이 식각공정 중에 완전히 기화되도록 하여 고착현상을 제거하여 자이로 스코프 등의 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention as described above, during etching of thermal oxide films such as gyroscopes and sacrificial layers such as TEOS oxide films, the partial pressure of hydrogen fluoride is increased in an etching reaction in which hydrogen fluoride is etched, whereby anhydrous hydrogen fluoride and methanol react. In order to remove the water (H 2 O) generated from the substrate by heating the outer wall of the reaction chamber using the thermodynamic properties of the water to the wafer temperature of 15-70 ℃, the water is completely vaporized during the etching process By removing the phenomenon, the yield of semiconductor devices such as gyroscopes can be improved.

첨부된 도면, 제8(a)도 내지 제8(k)도는 본 발명에 따른 산화막 제거 방법의 효과를 보이는 SEM 사진으로서, 다양한 형태의 구조체 하부의 산화막이 완전하게 제거되어 고착없이 구조체를 띄운 상태를 보이고 있다.The attached drawings, 8 (a) to 8 (k) is a SEM photograph showing the effect of the oxide film removal method according to the present invention, the oxide film under the various forms of the structure is completely removed to float the structure without sticking Is showing.

Claims (3)

무수 불화수소 및 메탄올을 이용하여 구조체 밑에 있는 산화막을 제거하는 방법에 있어서, 상기 구조체 및 상기 산화막이 형성되어 있는 웨이퍼의 온도를 15℃ 내지 70℃로 유지하고, 상기 무수 불화수소의 양이 상기 메탄올의 양 보다 상대적으로 많은 조건에서 상기 산화막을 건식식각하여 제거하는 산화막 제거 방법.A method for removing an oxide film under a structure by using anhydrous hydrogen fluoride and methanol, wherein the temperature of the wafer on which the structure and the oxide film are formed is maintained at 15 ° C. to 70 ° C., and the amount of the anhydrous hydrogen fluoride is equal to the methanol. The oxide film removal method of removing the oxide film by dry etching under a condition more than the amount of. 제1항에 있어서, 상기 산화막 건식식각은, 0.1 토르 내지 100 토르 압력에서 실시하는 것을 특징으로 하는 산화막 제거 방법.The method of claim 1, wherein the oxide film dry etching is performed at a pressure of 0.1 Torr to 100 Torr. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 산화막은 PSG, BPSG, TEOS 또는 열산화막인 것을 특징으로 하는 산화막 제거 방법.The method of claim 1 or 2, wherein the oxide film is PSG, BPSG, TEOS, or a thermal oxide film.
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JPH07169738A (en) * 1993-12-13 1995-07-04 Sony Corp Dry etching method
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