JPS6043831A - 半導体装置製造用エツチング液 - Google Patents

半導体装置製造用エツチング液

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JPS6043831A
JPS6043831A JP58151601A JP15160183A JPS6043831A JP S6043831 A JPS6043831 A JP S6043831A JP 58151601 A JP58151601 A JP 58151601A JP 15160183 A JP15160183 A JP 15160183A JP S6043831 A JPS6043831 A JP S6043831A
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JP
Japan
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etching
film
corrosion
solution
psg
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Pending
Application number
JP58151601A
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English (en)
Inventor
Kohei Ebara
江原 孝平
Susumu Muramoto
村本 進
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS6043831A publication Critical patent/JPS6043831A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/20Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H10P50/28Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials
    • H10P50/282Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials
    • H10P50/283Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials by chemical means

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (航業上の利用分野) 本発明はAJの表面をほとんど腐蝕せずに、かつ、5i
n2膜又はPSG膜を適当なエツチング速度でエツチン
グする半導体装置の製造に用いられるエツチング液に関
するものである。
(従来技術) 半導体装置の製造において、AJが存在する場合に、こ
れをほとんどF!1蝕させずに、S10□やSi3N、
 。
、0203等の絶縁物をエツチングしたり、洗浄する。
エツチング液としてエチレングリコール(以下FGと略
す)と緩街弗酸液(以下BHFと略す)と純水(以下H
,0と略す)の混合液が知られている。
これはティ、ニー、シャンコオフ(T、A、5chan
kOff)らによる文献(J、 Electroche
m、 Soc、 P。467゜Vol、 125. N
O,3、1978)に詳細に記載されている。
この液の組成は第1表の最下段に示すように、EG/n
2o/(Nn4y−Hy)=1/x/x である。
第1表 (注)液温約17°O,HFは50Vo’1%、 NH
4Fは40wt%、xGはエチレングリコール、最下段
の(NH4F −HF )は(40wt%NJT4F 
) / (so俤HF)=7/l この論文によれば、上記混合液はAJ−配線が存在する
場合の前処理工程に使用され、処理後のA1表面には、
単純なアルミニウムの酸化物ではなくて、アルミニウム
オキシフロライドが形成場れ、A1表面は少し腐蝕され
てその表面が荒れる。シャンコツ(5hankoff 
)らが報告した混合液によるA1の腐蝕の程度、および
大規模集積回路でAJの下地の絶縁膜としてしばしは使
用されるPSG膜と熱酸化膜のエツチング速度の実験結
果全第1表の最下段に示す。AJは少し腐蝕され、PS
G膜のエツチング速度は3800λ/分、熱酸化膜のエ
ツチング速度は290A/分である。上記混合液による
A1の〃〈1蝕はエツチング中に気泡の発生を伴ない、
かつhJ−表面の荒れ、および数十分のエツチングでA
J薄膜0摸厚約0.5〜1.0μm)が消失することに
よって観察される。A1表面の荒れは、一様にAJ−の
膜厚が減少するのではな(、Aiの溶解が微dQ部分に
おいて深さ方向に急速に進行し、この様な微小部分の数
が時間とともにA1の全面に不規則にかつ急速に′J、
H’l加するように進行する。
従って、上記エツチング液を大規模集積回路のAJ。
配線に用いる場合、エツチング時間を小さくする必要が
ある。AL配翻の幅が大きい場合は問題ないがA1配線
として、幅が2〜3μm程度、あるいはそれ以下の幅の
微細なA1配線に対しでは、上記の急速なエツチングが
A1配線をしばしは断線するため使用できない。一方、
PSG膜のエツチング速度は3800A/分とあ1りに
も犬きくエツチング量の制御がむすかしいため、Pb 
G膜が存在する場合は上記エツチング液は前処理工程と
しては使用に適さない。以上説明した様に、大観4”4
5−積回路において微、tIllなAJ配線が使用さ′
I’l−、その下地としてPSG膜が用いられている場
合、前処J11]川のエツチング液として従来知られて
いるKG/H20/(NH4F−HF )混合液は、こ
の徽細なA1配線をしばしば断線し、かつPl’lG膜
を急速に溶解し峰のエツチング速度をfljiJ御でき
ないという欠点をもっていた。
第1表にPSG膜、 5in2膜に苅する仙のエツチン
グ液を比較のだめに示す。H20/HF (== u+
o/3)の混合液に比べて、NH4F/IF (== 
100/3 )の混合液irL熱酸化膜のエツチング速
度を約2.3倍に増加きせるが、 PSG膜のエツチン
グ速度を約115 K減少させ、かつAJの腐蝕も大幅
に減少する。混合液中のHFの量は同一であシ、混合液
H20/HF =100/3のPHが約2.5.混合液
NI(4F/H丁=xoo/3のPHが約7であること
から、混合液のP)iを約7にすればAJの腐蝕とPE
IGの大きなエツチング速度を低減できることがわかる
。しかし、このNH4F/HF=100/3の混合液も
Aiの腐蝕の進行程度は前記のEG/H2o/(NH4
F −HF ) と同程度であり、微細なA1配線に対
してはしばしば断線を生じさせ問題となる。NH4Fは
Nm4y/Hp= 100/3に比べてAJの腐蝕は同
程度でちると同時に、 PSG膜と5in2膜のエツチ
ング速度がともに約l/11倍に減少しエツチング速度
が小さすぎるという特性のため、上記の前処理工程に用
いることができない。この様に従来報告されているエツ
チング液にはいずれもAJ−配線の腐蝕をおさえて、P
SG股と5iOJに対し゛C適当なエツチング速度をも
つ混合液がなかっ・た。
(発明の目的) 本発明は、これらの欠点即ちAJ−の腐蝕と、PSG膜
の大きなエツチング速度の問題を解決するため提案され
たもので(NH4F−HF)混合液とエチレングリコー
ル(EG )の混合溶液によって、微細なAJ配線とP
SG膜、又はSin、膜が共に存在する試料に対して、
AJ−の腐蝕の程度が少く、実用」二好ましいエツチン
グ速度を有するエツチング液を与えることを目的とする
ものである。
(発明の構成) 上記の目的を達成するため、本発明はフッ化アンモニウ
ムとフン酸の混合溶液にエチレングリコールを加えた組
成から成ることを特徴とする半導体装置製造用エツチン
グ液を発明の要旨とするものである。要約すれば本発明
のエツチング液は、従来のエツチング液に比べて、液中
に含有される水分の量を少くした点に特徴を有するもの
である。
次に本発明の実施例を添附図面について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い!i[で、種々の変更あるいは改良を行いうろことは
云うまでもない。
本発明は、 PSGやSiO□に対して適当なエツチン
グ速度をもち、Aiの腐蝕も小さな(NH4F−HF 
)混合液に、AJの腐蝕を抑制する効果をもつEGを加
えた混合液を提案する。その実験結果を第2表に示す。
第2表 (注)エツチング液BHFは(4owtづNH4F)/
(s。
voJ%HF ) = 100/3 、液温21°C表
よシ判るように、EG/BHF中のKGを増加させるに
従って、A1の腐蝕の程度は徐々に減少し、腐蝕されな
くなる。又、 psG膜、S10□膜は第1図に示すよ
うにエツチング速度は徐々に減少する。
一方、混合液中のEGの割合をあ甘り増すことはEGの
粘性がH2Oよりも大きいため、均一なエツチングに不
利となる。第2図〔A〕〜(D)は本発明によるエツチ
ング液の実施例である。図において1は半導体基板、2
は絶縁膜、3はAz B泉、4はレジストパターン、5
は方向性を有し、かつ低温で薄膜堆積のb」能な堆積法
、例えばEOR型プラズマ堆積法、イオンビームスパッ
タ法、マグネトロンスパッタ法等によって堆積した絶縁
膜である。第2図(A)はレジスト4をマスクにしてA
21漠3を例えば平行平板型エツチングで、サイドエツ
チングなしにエツチングした構造である。11)2図C
B)は、その上に上述の低温でかつ方向性を有する膜堆
積法で例えは5102膜シを堆積した構造である。この
Ilj、、1AJ M 3およびレジスト膜4のイ則壁
にJil二石1[シたル・j質は粗で平坦部分に堆積し
た膜に比べてエツチング速度が極めて太きい。SiO□
膜ヲライトエッチング[7て第2図(0]の構造を得た
後、リフトオフ、1〜て第2図(D)を得る。第2図(
0)のライトエツチングの工程に対して、本発明のエツ
チング液の効果は大きい。第2表に示す様に、BHFK
EGを加えるとA1は贋蝕されずにSiO□膜がライト
エツチングされて良好なリフトオフが行われるが、KG
の量が増加しBHFよりもEGの方が混合液中で多くな
るとエツチング速度の減少と、エツチング液の粘性増大
によるエツチングの不均一性の増加のため、リフトオフ
残)が生じる。第2図の絶縁膜がSiO□は勿論のこと
、PSG膜の賜金、本発明によるエツチング液の効果は
大きい。即ち第2図に示す様に 4PSGliのエツチ
ング速度は余り大きくないので、第2図(C)のライト
エツチングの工程においてPSG膜2に対するエツチン
グ量を極力小ブくすることができる。従来のエツチング
液ではこの効果は得られない。
以上の結果から、本発明においては、エチレングリコー
ルの混合割合は、実用上緩衝弗酸液に対して、体積比で
0.1〜1の範囲が好ましい。
(発明の効果) 以上のように本発明によるエツチング液によればA1を
ほとんど腐蝕させずに、PSG膜やSiO□膜をエツチ
ングできる。従ってこのエツチング液を、AJ、配線が
形成きれ、かつ下地材料にPSG膜、又は5102膜が
露出している試料の前処理工程に使用す扛は好適である
。あるいはA1配線のリフトオフ工程においてSiO□
j換をエツチングする二l1i4.j I/cおいても
、本発明によるエツチング液イjはAJl、はとんど腐
蝕せずに5iOJをエツチングするので好適である等の
効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は液温21°Cにおけるエツチングit!j A
i成に対するPSG 1%:j +熱酸化膜のエツチン
グ速度、第2図ばAL配線のリフトオフ工程を示す。 l・・半導体基板、2・・・絶縁j換、3・・・A2欣
、4・・レジストパターン、5・・・低温でかつ方向性
を有する薄膜堆猜法で堆積した絶縁膜 特許出願人 第1し1 工・ソチレフ゛′おえめイ$、iF軒し (EG/BH
F)第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. フッ化アンモニウムとフッ酸の混合溶液にエチレングリ
    コールを加えた組成から成ることを特徴とする半導体装
    置製造用エツチング液。
JP58151601A 1983-08-22 1983-08-22 半導体装置製造用エツチング液 Pending JPS6043831A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5326955A (en) * 1990-04-17 1994-07-05 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Standoff control method and apparatus for plasma cutting machine
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