JPH01107545A - シリコン薄膜のエッチング方法 - Google Patents
シリコン薄膜のエッチング方法Info
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- JPH01107545A JPH01107545A JP26561887A JP26561887A JPH01107545A JP H01107545 A JPH01107545 A JP H01107545A JP 26561887 A JP26561887 A JP 26561887A JP 26561887 A JP26561887 A JP 26561887A JP H01107545 A JPH01107545 A JP H01107545A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はシリコンの構成度に厚さを制御できるシリコン
薄膜のエツチング方法に関する。
薄膜のエツチング方法に関する。
近年、デバイスの微細化、集積化が進み加工技術もサブ
ミクロンの技術が要求されるようになってきた。これに
ともないエツチング技術もより微細なエツチングが要求
されるようになっている。エツチングは大きく分けてド
ライエツチング、ウェットエツチングと分けられる。こ
のうちウェットエツチングとしては強い酸化剤（硝酸）
と酸化膜除去剤（フッ酸〈フッ化水素酸〉）を主体とし
、これに反応促進剤、反応抑制剤、触媒等を混合したも
のが一般的に使われている。このウェットエツチングは
、化学的なエツチングであるため、深さ方向のエツチン
グに対して横方向のエツチングが無視できない、つまり
異方性がない等方性のエツチングである。このためレジ
ストの下側のサイドエッチが問題となり、微細加工を制
限する要因となっている。また、厚さ方向の制御では、
反応抑制剤を混合したうえで、エツチング速度を遅くし
、時間によってエツチング量を制御している。このため
厚さ方向の制御には限界がある。一方、ドライエツチン
グは、フッ素を含むフロン系ガス、塩素系ガスによるプ
ラズマ反応によるエツチングである。現在ではプラズマ
発光による、終点検出や異方性エツチングによりサイド
エッチのない微細エツチングが可能で、各種の選択エツ
チングが可能となり、ウェットエツチングに変わる微細
加工技術といわれてきた。しかし、このドライエツチン
グにおいても厚さ制御には限界があり、また非晶質シリ
コンや多結晶シリコンにおいてはまだ制御性、選択性な
ど技術が確立されていない、また、このドライエツチン
グを大面積にわたり均一に行うこともまだ困難である。
ミクロンの技術が要求されるようになってきた。これに
ともないエツチング技術もより微細なエツチングが要求
されるようになっている。エツチングは大きく分けてド
ライエツチング、ウェットエツチングと分けられる。こ
のうちウェットエツチングとしては強い酸化剤（硝酸）
と酸化膜除去剤（フッ酸〈フッ化水素酸〉）を主体とし
、これに反応促進剤、反応抑制剤、触媒等を混合したも
のが一般的に使われている。このウェットエツチングは
、化学的なエツチングであるため、深さ方向のエツチン
グに対して横方向のエツチングが無視できない、つまり
異方性がない等方性のエツチングである。このためレジ
ストの下側のサイドエッチが問題となり、微細加工を制
限する要因となっている。また、厚さ方向の制御では、
反応抑制剤を混合したうえで、エツチング速度を遅くし
、時間によってエツチング量を制御している。このため
厚さ方向の制御には限界がある。一方、ドライエツチン
グは、フッ素を含むフロン系ガス、塩素系ガスによるプ
ラズマ反応によるエツチングである。現在ではプラズマ
発光による、終点検出や異方性エツチングによりサイド
エッチのない微細エツチングが可能で、各種の選択エツ
チングが可能となり、ウェットエツチングに変わる微細
加工技術といわれてきた。しかし、このドライエツチン
グにおいても厚さ制御には限界があり、また非晶質シリ
コンや多結晶シリコンにおいてはまだ制御性、選択性な
ど技術が確立されていない、また、このドライエツチン
グを大面積にわたり均一に行うこともまだ困難である。
また、近年ガラス基板上の薄膜デバイスの研究もさかん
になり、これらのデバイスの製造プロセスとして非晶質
シリコンや多結晶シリコンの薄膜のエツチング技術が必
要になってきている。つまりこれらのデバイスの薄膜化
に対応して厚さ方向の制御を上げる、つまり非常に薄い
エツチングの制御が必要となっている。
になり、これらのデバイスの製造プロセスとして非晶質
シリコンや多結晶シリコンの薄膜のエツチング技術が必
要になってきている。つまりこれらのデバイスの薄膜化
に対応して厚さ方向の制御を上げる、つまり非常に薄い
エツチングの制御が必要となっている。
第２図は従来のウェット・エツチングを説明する模式的
断面図である。容器１０の中にフッ酸（フッ化水素酸）
と硝酸との混合液であるフッ硝酸５が入れてあり、この
中にレジスト２を塗布したシリコンウェハ１を浸してエ
ツチングを行う場合を示している。
断面図である。容器１０の中にフッ酸（フッ化水素酸）
と硝酸との混合液であるフッ硝酸５が入れてあり、この
中にレジスト２を塗布したシリコンウェハ１を浸してエ
ツチングを行う場合を示している。
〔発明が解決しようとする開運点〕
通常、シリコンウェハ１のエツチングにはフッ硝酸５が
使用されるが、そのエツチングのメカニズムは、硝酸に
より酸化されたシリコンウェハ１゜がフッ酸により除去
されるということである。このためエツチングの制御は
、フッ硝酸５の液温と時間だけで制御される。薄いシリ
コン薄膜のエツチングをしようとするならば、フッ硝酸
を薄めることによって行なわれるが、これには限界があ
る。また、大面積基板のエツチングにおいてはエツチン
グ液に基板を浸す時間の差ですでにエツチングのむらが
生じてくる。これは、このエツチング液がシリコンの酸
化とその除去を同時に行なっているからである。
使用されるが、そのエツチングのメカニズムは、硝酸に
より酸化されたシリコンウェハ１゜がフッ酸により除去
されるということである。このためエツチングの制御は
、フッ硝酸５の液温と時間だけで制御される。薄いシリ
コン薄膜のエツチングをしようとするならば、フッ硝酸
を薄めることによって行なわれるが、これには限界があ
る。また、大面積基板のエツチングにおいてはエツチン
グ液に基板を浸す時間の差ですでにエツチングのむらが
生じてくる。これは、このエツチング液がシリコンの酸
化とその除去を同時に行なっているからである。
このように従来のフッ硝酸によるエツチング技術におい
ては、非常に薄いエツチングの制御ができず、とくに非
晶質シリコンや多結晶シリコンなどでは各種選択エツチ
ング等、制御性の良いエツチングが困難であるという問
題がある。
ては、非常に薄いエツチングの制御ができず、とくに非
晶質シリコンや多結晶シリコンなどでは各種選択エツチ
ング等、制御性の良いエツチングが困難であるという問
題がある。
本発明の目的は、このような問題を解決し、制御性のよ
いエツチングができるシリコン薄膜のエツチング方法を
提供することにある。
いエツチングができるシリコン薄膜のエツチング方法を
提供することにある。
本発明のシリコン薄膜のエツチング方法は、シリコン板
を強い酸化溶液および酸化膜除去溶液に交互に浸し、そ
のシリコン板の表面層の酸化及び酸化膜の除去を繰り返
すことによってその表面層を５０Å以下の厚さで制御を
行うことを特徴とする。
を強い酸化溶液および酸化膜除去溶液に交互に浸し、そ
のシリコン板の表面層の酸化及び酸化膜の除去を繰り返
すことによってその表面層を５０Å以下の厚さで制御を
行うことを特徴とする。
従来のエツチング方法は、硝酸とフッ酸との混合エツチ
ング液がシリコンの酸化とこの酸化膜の除去を同時に行
なっているから問題があった。そこで本発明のように、
このシリコン膜の酸化とこの酸化膜の除去を別々に行な
えば、より制御性の高いエツチングが行える。まず、シ
リコン膜を硝酸のみの溶液につけ表面に酸化膜層を成膜
し、この成膜される酸化膜厚はほぼこの硝酸の濃度と液
温で決まり、液に浸す時間によらない。そしてこの酸化
膜厚の厚さは、数１０人のオーダである。この後フッ酸
で酸化膜を除去する。このフッ酸によるシリコンと酸化
膜とのエツチングの選択性は非常に高く殆ど酸化膜のみ
エツチングされる。この結果数１０人の制御性をもって
均一なシリコン膜のエツチング可能となる。エツチング
する膜厚の制御は最初の硝酸の液温により、１サイクル
の工程でエツチングされる膜厚を制御し、さらにサイク
ル数によってエツチングする膜厚を制御できる。この方
法は非晶質シリコンや多結晶シリコンでも行なえ、さら
に厚さを高精度に制御でき、薄いエツチングが可能とな
り、薄膜デバイスのデバイスプロセスとしてすぐれてい
る。また、原理的にどの様な大型基板においても均一な
エツチングが可能となる。
ング液がシリコンの酸化とこの酸化膜の除去を同時に行
なっているから問題があった。そこで本発明のように、
このシリコン膜の酸化とこの酸化膜の除去を別々に行な
えば、より制御性の高いエツチングが行える。まず、シ
リコン膜を硝酸のみの溶液につけ表面に酸化膜層を成膜
し、この成膜される酸化膜厚はほぼこの硝酸の濃度と液
温で決まり、液に浸す時間によらない。そしてこの酸化
膜厚の厚さは、数１０人のオーダである。この後フッ酸
で酸化膜を除去する。このフッ酸によるシリコンと酸化
膜とのエツチングの選択性は非常に高く殆ど酸化膜のみ
エツチングされる。この結果数１０人の制御性をもって
均一なシリコン膜のエツチング可能となる。エツチング
する膜厚の制御は最初の硝酸の液温により、１サイクル
の工程でエツチングされる膜厚を制御し、さらにサイク
ル数によってエツチングする膜厚を制御できる。この方
法は非晶質シリコンや多結晶シリコンでも行なえ、さら
に厚さを高精度に制御でき、薄いエツチングが可能とな
り、薄膜デバイスのデバイスプロセスとしてすぐれてい
る。また、原理的にどの様な大型基板においても均一な
エツチングが可能となる。
以下、図面に示す実施例により本発明の詳細な説明する
。
。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を工程順に示
す模式的断面図である。まず、シリコンウェハ１を１０
０％硝酸１２０度溶液３に１０秒浸す（第１図（ａ））
。この後そのシリコンウェハ１をよく水洗し薬品が残ら
ないようにしてフッＭ５％溶液４に１０秒浸す（第１図
（ｂ））。フッ酸４より取り出したらさらに薬品が残ら
ないようによく水洗を行いもう一度硝酸３へ浸す（第１
図（ａ））。硝酸は１００％硝酸が望ましく、さらに昇
温させると１回に酸化する膜厚が増大する。
す模式的断面図である。まず、シリコンウェハ１を１０
０％硝酸１２０度溶液３に１０秒浸す（第１図（ａ））
。この後そのシリコンウェハ１をよく水洗し薬品が残ら
ないようにしてフッＭ５％溶液４に１０秒浸す（第１図
（ｂ））。フッ酸４より取り出したらさらに薬品が残ら
ないようによく水洗を行いもう一度硝酸３へ浸す（第１
図（ａ））。硝酸は１００％硝酸が望ましく、さらに昇
温させると１回に酸化する膜厚が増大する。
このフッ酸は希フッ酸で充分エツチングできるため、他
部への損傷を考えると希フッ酸の方が有効である。特に
ガラス基板上の薄膜デバイスに応用する場合、フッ酸は
ガラス基板を浸食するため１０％以下の希フッ酸にする
ことが必要である。この硝酸、フッ酸へ各々１回浸す工
程を１サイクルとし、この工程を繰り返し１０回おこな
ったのちエツチング量を調べると約３００人エツチング
されていることがわかった。このエツチング量は、シリ
コン膜上にレジストなどで被膜２を作り、エツチングさ
れる所とエツチングされない所の段差を測定した。さら
に、１０回この工程を繰り返し合計２０回繰り返した後
測定すると、６００人の段差となり、エツチング量は完
全に工程回数に比例していることが判った。これからエ
ツチングは１回当り３０人の制御サイクル数で制御でき
る。また、この段差は６インチシリコンウェハ上でほと
んど変化なく均一にエツチングがおこなわれていること
がわかった。
部への損傷を考えると希フッ酸の方が有効である。特に
ガラス基板上の薄膜デバイスに応用する場合、フッ酸は
ガラス基板を浸食するため１０％以下の希フッ酸にする
ことが必要である。この硝酸、フッ酸へ各々１回浸す工
程を１サイクルとし、この工程を繰り返し１０回おこな
ったのちエツチング量を調べると約３００人エツチング
されていることがわかった。このエツチング量は、シリ
コン膜上にレジストなどで被膜２を作り、エツチングさ
れる所とエツチングされない所の段差を測定した。さら
に、１０回この工程を繰り返し合計２０回繰り返した後
測定すると、６００人の段差となり、エツチング量は完
全に工程回数に比例していることが判った。これからエ
ツチングは１回当り３０人の制御サイクル数で制御でき
る。また、この段差は６インチシリコンウェハ上でほと
んど変化なく均一にエツチングがおこなわれていること
がわかった。
これらは非晶質シリコンや多結晶シリコンについても同
様に制御性良くエツチングできた。
様に制御性良くエツチングできた。
以上説明したように、本発明のエツチング方法によれば
、厚さ方向の制御性の良い、薄い膜のエツチングが可能
となり、また大面積にわたって均一なエツチングが可能
となった。
、厚さ方向の制御性の良い、薄い膜のエツチングが可能
となり、また大面積にわたって均一なエツチングが可能
となった。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を工程順に示
すシリコン膜のエツチング時の断面図、第２図は従来の
エツチング方法の一例を示す断面図である。 １・−・シリコンウェハ、２・・・レジスト、３・・・
硝酸溶液、４・・・フッ酸溶液、５・・・フッ硝酸溶、
液、１０・・・容器。
すシリコン膜のエツチング時の断面図、第２図は従来の
エツチング方法の一例を示す断面図である。 １・−・シリコンウェハ、２・・・レジスト、３・・・
硝酸溶液、４・・・フッ酸溶液、５・・・フッ硝酸溶、
液、１０・・・容器。
Claims (1)
- シリコン板を強い酸化溶液および酸化膜除去溶液に交
互に浸し、そのシリコン板の表面層の酸化及び酸化膜の
除去を繰り返すことによってその表面層を５０Å以下の
厚さで制御を行うことを特徴とするシリコン薄膜のエッ
チング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26561887A JPH01107545A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | シリコン薄膜のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26561887A JPH01107545A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | シリコン薄膜のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107545A true JPH01107545A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17419636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26561887A Pending JPH01107545A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | シリコン薄膜のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107545A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005005674A (ja) * | 2003-05-21 | 2005-01-06 | Canon Inc | 基板製造方法及び基板処理装置 |
| US7256104B2 (en) | 2003-05-21 | 2007-08-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate manufacturing method and substrate processing apparatus |
| JP2014082430A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-05-08 | Kyocera Corp | 太陽電池素子の製造方法 |
| JP2023519707A (ja) * | 2020-03-31 | 2023-05-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 周期的自己制限的エッチングプロセス |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP26561887A patent/JPH01107545A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005005674A (ja) * | 2003-05-21 | 2005-01-06 | Canon Inc | 基板製造方法及び基板処理装置 |
| US7256104B2 (en) | 2003-05-21 | 2007-08-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate manufacturing method and substrate processing apparatus |
| JP2014082430A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-05-08 | Kyocera Corp | 太陽電池素子の製造方法 |
| JP2023519707A (ja) * | 2020-03-31 | 2023-05-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 周期的自己制限的エッチングプロセス |
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