JPS632328A - シリコンのエツチング方法 - Google Patents
シリコンのエツチング方法Info
- Publication number
- JPS632328A JPS632328A JP62093430A JP9343087A JPS632328A JP S632328 A JPS632328 A JP S632328A JP 62093430 A JP62093430 A JP 62093430A JP 9343087 A JP9343087 A JP 9343087A JP S632328 A JPS632328 A JP S632328A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- solution
- silicon
- pyrocatechol
- hydrogen peroxide
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P90/00—Preparation of wafers not covered by a single main group of this subclass, e.g. wafer reinforcement
- H10P90/12—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H10P90/126—Preparing bulk and homogeneous wafers by chemical etching
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/60—Wet etching
- H10P50/64—Wet etching of semiconductor materials
- H10P50/642—Chemical etching
- H10P50/644—Anisotropic liquid etching
Landscapes
- Weting (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
この発明は、エツチング溶液に関するもので、特に、シ
リコン・ウェーハにマスク・エレメントを形成するため
のエツチング溶液に関するものである。
リコン・ウェーハにマスク・エレメントを形成するため
のエツチング溶液に関するものである。
Ｂ、従来技術
現在の半導体技術は、フォトレジスト中に幅が−・１ミ
クロン未満のライン・パターンを現像することが必要な
高密度のデバイス・マスクを必要とする。このような細
いラインを、封入ガラス・マスクで形成することは、ク
ロム侵食を制御するのに必要なレジストの現像時にガラ
ス媒体を通過する光の屈折による問題がある。
クロン未満のライン・パターンを現像することが必要な
高密度のデバイス・マスクを必要とする。このような細
いラインを、封入ガラス・マスクで形成することは、ク
ロム侵食を制御するのに必要なレジストの現像時にガラ
ス媒体を通過する光の屈折による問題がある。
シリコン・マスクを使用する電子線近接印刷技術はこれ
らの問題がない。電子線マスクの例は。
らの問題がない。電子線マスクの例は。
本出願人に譲渡された米国特許第４３４２８１７号およ
び第４４１７９４６号明細書に記載されている。これら
の特許に示されたマスクは、厚み２ミクロンの膜に形成
された孔のパターンを有する。
び第４４１７９４６号明細書に記載されている。これら
の特許に示されたマスクは、厚み２ミクロンの膜に形成
された孔のパターンを有する。
このため、孔を通過する光は、空気以外の媒体を通過す
る光のような屈折を受けることがない。このように、フ
ォトレジストは、現像時に、クロム・ガラスのマスク媒
体を使用した場合よりも、不規則性が少ない。
る光のような屈折を受けることがない。このように、フ
ォトレジストは、現像時に、クロム・ガラスのマスク媒
体を使用した場合よりも、不規則性が少ない。
引用した特許では、シリコン・マスクは、エチレンジア
ミン、ピロカテコール、水、および必要があれば過酸化
水素、からなるエツチング溶液を用いた湿式エツチング
により形成される。具体的にはこの溶液はピロカテコー
ル７２ｇ、エチレンジアミン６３０ｍＱ、水１１５ｍＱ
、過酸化水素２９ｍＱからなる。この溶液を約１１８℃
の温度で使用すると、単結晶シリコンの異方性エツチン
グ剤となり、１００面は１１１面より約１６倍速くエツ
チングされる。
ミン、ピロカテコール、水、および必要があれば過酸化
水素、からなるエツチング溶液を用いた湿式エツチング
により形成される。具体的にはこの溶液はピロカテコー
ル７２ｇ、エチレンジアミン６３０ｍＱ、水１１５ｍＱ
、過酸化水素２９ｍＱからなる。この溶液を約１１８℃
の温度で使用すると、単結晶シリコンの異方性エツチン
グ剤となり、１００面は１１１面より約１６倍速くエツ
チングされる。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点
この発明の目的は、改良されたエツチング溶液を用いた
シリコンのエツチング法を提供することにある。
シリコンのエツチング法を提供することにある。
Ｄ０問題点を解決するための手段
この発明は、５成分系であり、エチレンジアミンを用い
ない改良されたエツチング溶液を指向したものである。
ない改良されたエツチング溶液を指向したものである。
このエツチング溶液は、わずかにドーピングした単結晶
シリコンを、毎分０．６±０．０５ミクロンのエッチ速
度で優先的にエツチングし、エツチングされているシリ
コン中の選択的にドーピングされたレベルで効果的にエ
ツチングが停止する。これは、この選択的にドーピング
されたレベルのエッチ速度が毎分０．６ミクロンから、
毎分０．００１ないし０１Ｏｏｏ６ミクロンに低下する
ためである。このエツチング溶液は、エタノールアミン
、ピペリジン、水、ピロカテコールおよび３０％過酸化
水素からなる。溶液は、エタノールアミン２８ｍ１２、
ピペリジン２ｍＱ、水５．５ｍΩ、ピロカテコール５．
５ｇ、および過酸化水素０．２５ｍ１２からなるものが
好ましい。必要があれば、溶液に少量の長鎖界面活性剤
を添加してもよい。
シリコンを、毎分０．６±０．０５ミクロンのエッチ速
度で優先的にエツチングし、エツチングされているシリ
コン中の選択的にドーピングされたレベルで効果的にエ
ツチングが停止する。これは、この選択的にドーピング
されたレベルのエッチ速度が毎分０．６ミクロンから、
毎分０．００１ないし０１Ｏｏｏ６ミクロンに低下する
ためである。このエツチング溶液は、エタノールアミン
、ピペリジン、水、ピロカテコールおよび３０％過酸化
水素からなる。溶液は、エタノールアミン２８ｍ１２、
ピペリジン２ｍＱ、水５．５ｍΩ、ピロカテコール５．
５ｇ、および過酸化水素０．２５ｍ１２からなるものが
好ましい。必要があれば、溶液に少量の長鎖界面活性剤
を添加してもよい。
Ｅ、実施例
エツチング溶液は、エタノールアミン、ピペリジン、ピ
ロカテコール、水および３０％過酸化水素からなる。溶
液は、エタノールアミン２８＋ｎＱ、ピペリジン２＋ｍ
Ｑ、水５．５ｍΩ、ピロカテコール５．５ｇ、および過
酸化水素 ０．２５ｍＱからなるものが好ましい。
ロカテコール、水および３０％過酸化水素からなる。溶
液は、エタノールアミン２８＋ｎＱ、ピペリジン２＋ｍ
Ｑ、水５．５ｍΩ、ピロカテコール５．５ｇ、および過
酸化水素 ０．２５ｍＱからなるものが好ましい。
この溶液は、次の方法で調製する。２Ｑの樹脂製反応用
フラスコに、コンデンサ、窒素のパージラインおよび温
度計を取付ける。このフラスコに栓をして、２０分間窒
素でパージし、酸素をすべて除去する。次にエタノール
アミン９２５ｍＱおよびピペリジン６６ｍＱを、水１８
１ｍ１２、ピロカテコール１８１ｇおよび長鎖の界面活
性剤ｌｌｌ１Ωをフラスコに導入し、６０〜７０℃で２
０分間。
フラスコに、コンデンサ、窒素のパージラインおよび温
度計を取付ける。このフラスコに栓をして、２０分間窒
素でパージし、酸素をすべて除去する。次にエタノール
アミン９２５ｍＱおよびピペリジン６６ｍＱを、水１８
１ｍ１２、ピロカテコール１８１ｇおよび長鎖の界面活
性剤ｌｌｌ１Ωをフラスコに導入し、６０〜７０℃で２
０分間。
または淡黄褐色になるまで加熱する。この色は、ピロカ
テコールが完全に溶解したことを示す。次に溶液を約７
０℃に加熱して、過酸化水素 ８゜５ｍＱをフラスコ中
の溶液に加え、約２０分間、１２５℃±１℃に加熱する
。これにより、フラスコ内の溶液はエツチングに用いら
れる。
テコールが完全に溶解したことを示す。次に溶液を約７
０℃に加熱して、過酸化水素 ８゜５ｍＱをフラスコ中
の溶液に加え、約２０分間、１２５℃±１℃に加熱する
。これにより、フラスコ内の溶液はエツチングに用いら
れる。
上記の溶液は、米国特許第４３４２８１７号明細書に記
載の方法で、Ｐ型のドーピングしたシリコン・ウェーハ
に用いることができる。エツチングすべきシリコン・ウ
ェーハを、１２５℃±１℃のエツチング溶液に８〜１０
時間、またはエツチング溶液の液面の泡立ちが停止する
まで浸漬する。
載の方法で、Ｐ型のドーピングしたシリコン・ウェーハ
に用いることができる。エツチングすべきシリコン・ウ
ェーハを、１２５℃±１℃のエツチング溶液に８〜１０
時間、またはエツチング溶液の液面の泡立ちが停止する
まで浸漬する。
エツチング溶液の液面の泡立ちが停止すると、露出した
シリコンのエツチングは完了し、ウェーハを溶液から取
出し、すすいで乾燥することができる。
シリコンのエツチングは完了し、ウェーハを溶液から取
出し、すすいで乾燥することができる。
この溶液は、成分の濃度を管理すれば、ウェーハ上の沈
でんまたはヒロックを除去する特性を有することも判明
した。たとえば、主成分であるピロカテコールは、含水
シリカのキレート化のため。
でんまたはヒロックを除去する特性を有することも判明
した。たとえば、主成分であるピロカテコールは、含水
シリカのキレート化のため。
過剰に存在しなければならない。実験によれば、溶液中
に含水シリコンの含有量が６ｇ／Ｑを超えると、ウェー
ハの表面に沈でんを生ずる。
に含水シリコンの含有量が６ｇ／Ｑを超えると、ウェー
ハの表面に沈でんを生ずる。
含水シリコンの濃度をこのレベル未満に維持するか、ピ
ロカテコールの濃度を１５％に増加させることにより、
ウェーハ表面上のシリコンの沈でんを防止することがで
きる。
ロカテコールの濃度を１５％に増加させることにより、
ウェーハ表面上のシリコンの沈でんを防止することがで
きる。
上記の、この発明による溶液を使用してエツチングを行
う際に起る反応は、（１）酸化、（２）□ピロカテコー
ルとのキレート化によるシリコピロカテコールの生成、
および（３）強いアミン溶媒による錯体の溶解である。
う際に起る反応は、（１）酸化、（２）□ピロカテコー
ルとのキレート化によるシリコピロカテコールの生成、
および（３）強いアミン溶媒による錯体の溶解である。
過酸化水素（３０％）はこのエツチング溶液中でピロカ
テコールと反応することによりキノンに類似の化合物（
Ｒ○２）または他の化合物を生成し、この化合物は水酸
イオンがシリコンを酸化してＳ ｉ’ （ＯＨ） ：
を形成するのを助けるため、エツチング速度を必要な
速度に増大させるために用いられる。強い酸化剤である
過酸化水素は、シリコンのエツチングには直接関与しな
い。これは、浴の作製中に速やかに分解してＨ２０十０
２となり、長時間高温のアルカリ性溶液中に存在するこ
とができず、エツチング中は浴中に存在しないためであ
る。浴の調製時にＨ２Ｏ２を増減することにより、エッ
チ速度を変化させることができる。
テコールと反応することによりキノンに類似の化合物（
Ｒ○２）または他の化合物を生成し、この化合物は水酸
イオンがシリコンを酸化してＳ ｉ’ （ＯＨ） ：
を形成するのを助けるため、エツチング速度を必要な
速度に増大させるために用いられる。強い酸化剤である
過酸化水素は、シリコンのエツチングには直接関与しな
い。これは、浴の作製中に速やかに分解してＨ２０十０
２となり、長時間高温のアルカリ性溶液中に存在するこ
とができず、エツチング中は浴中に存在しないためであ
る。浴の調製時にＨ２Ｏ２を増減することにより、エッ
チ速度を変化させることができる。
反応
不を２囮
Ｈ○（ＣＨ２） ２ Ｎ Ｈｚ ＋ Ｈｚ○→ＨＯ（Ｃ
Ｈ，）。
Ｈ，）。
ＮＨ，＋ （ＯＨ）
盈囮
（１）Ｓｉ＋２０Ｈ−＋ＲＯ，＋４Ｈ２０−＋Ｓｉ
（ＯＨ）τ ＋Ｒ（ＯＨ）２＋Ｈ２ キレート化 （２）Ｓｉ（ＯＨ）： ＋ ３ ＣＧＨ４（ＯＨ）ｚ
→５ｉ（ＣＧＨ，Ｏ，）〒 ＋〇Ｈ，０ （３）高温のアルカリ性アミン溶媒に可溶好ましい実施
例が、特定の温度および溶液濃度で実施されるように述
べたが、この発明の概念および範囲内で、他の組合わせ
および温度を容易に用いることができること、ならびに
このような変更を行うための方法の適用と、溶液の変更
を行うことができることは、当業者にとっては自明であ
る。
（ＯＨ）τ ＋Ｒ（ＯＨ）２＋Ｈ２ キレート化 （２）Ｓｉ（ＯＨ）： ＋ ３ ＣＧＨ４（ＯＨ）ｚ
→５ｉ（ＣＧＨ，Ｏ，）〒 ＋〇Ｈ，０ （３）高温のアルカリ性アミン溶媒に可溶好ましい実施
例が、特定の温度および溶液濃度で実施されるように述
べたが、この発明の概念および範囲内で、他の組合わせ
および温度を容易に用いることができること、ならびに
このような変更を行うための方法の適用と、溶液の変更
を行うことができることは、当業者にとっては自明であ
る。
Ｆ９発明の詳細
な説明したように、この発明によれば、エタノールアミ
ン、ピロカテコール、水、ピペリジンおよび過酸化水素
を含むエツチング溶液を用いた改善されたシリコンのエ
ツチング法が提供される。
ン、ピロカテコール、水、ピペリジンおよび過酸化水素
を含むエツチング溶液を用いた改善されたシリコンのエ
ツチング法が提供される。
出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗（外１名）
・コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗（外１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）エタノールアミン、ピロカテコール、水、ピペリ
ジンおよび過酸化水素を含むエッチング溶液を用意し、 （ｂ）上記エッチング溶液を、所望のエッチング・パタ
ーンを生じさせるに十分な時間と温度でシリコンに接触
させる工程を有する、 シリコンのエッチング方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/875,833 US4929301A (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Anisotropic etching method and etchant |
| US875833 | 2001-06-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS632328A true JPS632328A (ja) | 1988-01-07 |
| JPH0225250B2 JPH0225250B2 (ja) | 1990-06-01 |
Family
ID=25366439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62093430A Granted JPS632328A (ja) | 1986-06-18 | 1987-04-17 | シリコンのエツチング方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4929301A (ja) |
| EP (1) | EP0249767A3 (ja) |
| JP (1) | JPS632328A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2909743B2 (ja) * | 1989-03-08 | 1999-06-23 | 富山日本電気株式会社 | 銅または銅合金の化学研磨方法 |
| US4941941A (en) * | 1989-10-03 | 1990-07-17 | International Business Machines Corporation | Method of anisotropically etching silicon wafers and wafer etching solution |
| US5279771A (en) | 1990-11-05 | 1994-01-18 | Ekc Technology, Inc. | Stripping compositions comprising hydroxylamine and alkanolamine |
| US7205265B2 (en) | 1990-11-05 | 2007-04-17 | Ekc Technology, Inc. | Cleaning compositions and methods of use thereof |
| US6110881A (en) * | 1990-11-05 | 2000-08-29 | Ekc Technology, Inc. | Cleaning solutions including nucleophilic amine compound having reduction and oxidation potentials |
| US6242400B1 (en) | 1990-11-05 | 2001-06-05 | Ekc Technology, Inc. | Method of stripping resists from substrates using hydroxylamine and alkanolamine |
| US6000411A (en) * | 1990-11-05 | 1999-12-14 | Ekc Technology, Inc. | Cleaning compositions for removing etching residue and method of using |
| US6121217A (en) | 1990-11-05 | 2000-09-19 | Ekc Technology, Inc. | Alkanolamine semiconductor process residue removal composition and process |
| US20040018949A1 (en) * | 1990-11-05 | 2004-01-29 | Wai Mun Lee | Semiconductor process residue removal composition and process |
| JP2995667B2 (ja) * | 1990-11-27 | 1999-12-27 | 東海電化工業株式会社 | 銅を含む酸性過酸化水素水溶液の安定化法 |
| US5242536A (en) * | 1990-12-20 | 1993-09-07 | Lsi Logic Corporation | Anisotropic polysilicon etching process |
| US5753601A (en) * | 1991-01-25 | 1998-05-19 | Ashland Inc | Organic stripping composition |
| US5556482A (en) * | 1991-01-25 | 1996-09-17 | Ashland, Inc. | Method of stripping photoresist with composition containing inhibitor |
| US7144849B2 (en) * | 1993-06-21 | 2006-12-05 | Ekc Technology, Inc. | Cleaning solutions including nucleophilic amine compound having reduction and oxidation potentials |
| US5885362A (en) * | 1995-07-27 | 1999-03-23 | Mitsubishi Chemical Corporation | Method for treating surface of substrate |
| US6393685B1 (en) | 1997-06-10 | 2002-05-28 | The Regents Of The University Of California | Microjoinery methods and devices |
| US7994062B2 (en) * | 2009-10-30 | 2011-08-09 | Sachem, Inc. | Selective silicon etch process |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3160539A (en) * | 1958-09-08 | 1964-12-08 | Trw Semiconductors Inc | Surface treatment of silicon |
| US3457107A (en) * | 1965-07-20 | 1969-07-22 | Diversey Corp | Method and composition for chemically polishing metals |
| US3650957A (en) * | 1970-07-24 | 1972-03-21 | Shipley Co | Etchant for cupreous metals |
| US3873203A (en) * | 1973-03-19 | 1975-03-25 | Motorola Inc | Durable high resolution silicon template |
| GB1588669A (en) * | 1978-05-30 | 1981-04-29 | Standard Telephones Cables Ltd | Silicon transducer |
| DE2922416A1 (de) * | 1979-06-01 | 1980-12-11 | Ibm Deutschland | Schattenwurfmaske zum strukturieren von oberflaechenbereichen und verfahren zu ihrer herstellung |
-
1986
- 1986-06-18 US US06/875,833 patent/US4929301A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-04-17 JP JP62093430A patent/JPS632328A/ja active Granted
- 1987-05-22 EP EP87107474A patent/EP0249767A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0249767A2 (en) | 1987-12-23 |
| EP0249767A3 (en) | 1988-06-29 |
| JPH0225250B2 (ja) | 1990-06-01 |
| US4929301A (en) | 1990-05-29 |
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