(57)【要約】【課題】  シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を、高速、かつ均一にエッチングし、さらに残膜を完全に溶解除去する為のエッチング剤組成物、およびそれを用いた半導体デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】  シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を、高速、かつ均一にエッチングし、さらに残膜を完全に溶解除去する為のエッチング剤であって、フッ素化合物を含有する水溶液に、界面活性剤を添加することからなるエッチング剤組成物、およびそれを用いた半導体デバイスの製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を、高速、かつ均一にエッチングし、さらに残膜を完全に溶解除去する為のエッチング剤組成物であって、フッ素化合物を含有する水溶液に、界面活性剤を添加することを特徴とするエッチング剤組成物。
【請求項２】
フッ素化合物濃度が１〜４９重量％である水溶液に、界面活性剤を添加する事を特徴とする請求項１に記載のエッチング剤組成物。
【請求項３】
フッ素化合物がフッ化水素酸または酸性フッ化アンモニウムである請求項１または２記載のエッチング剤組成物。
【請求項４】
界面活性剤が、その分子構造中にエステル結合を有する脂肪族性界面活性剤であることを特徴とする請求項１または２記載のエッチング剤組成物。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかに記載されたエッチング剤組成物を用いて、シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を完全に溶解除去することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板上に成膜された、低誘電率絶縁材料である炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を、高速、かつ均一にエッチングし、さらに残膜を完全に溶解除去する為のエッチング剤組成物、及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン基板上に、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜が成膜されている半導体デバイスを処理した際に、デバイス作成に失敗し、そのシリコン基板を再利用するためには、一旦成膜した材料を完全に除去しなければならない。現状では、機械的な研磨により成膜材料を除去しているが、ランニングコストが高いという問題がある。
【０００３】
また機械的な研磨に変わり、薬液による溶解除去が考えられるが、一般的に考えられるフッ化水素酸による処理では、長時間処理、かつ加温処理をしても除去対象である物質が完全に除去されず残ってしまうという問題が発生する(特許文献1参照）。
。そこで、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を高速、かつ均一にエッチングし、さらに残膜を完全に溶解除去する薬液の開発が切望されていた。
【特許文献１】特開平８−１９５３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を、高速、かつ均一にエッチングし、さらに残膜を完全に溶解除去する為のエッチング剤組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、フッ素化合物を含有する水溶液に、界面活性剤を添加することで、シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を、高速、かつ均一にエッチングし、さらに残膜を完全に溶解除去することが出来ることを見出し本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、低誘電率絶縁材料に関するエッチング剤組成物および半導体デバイスの製造方法に関するものである。
【０００６】
１．シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を、高速、かつ均一にエッチングし、さらに残膜を完全に溶解除去する為のエッチング剤組成物であって、フッ素化合物を含有する水溶液に、界面活性剤を添加することを特徴とするエッチング剤組成物。
２．フッ素化合物濃度が１〜４９重量％である水溶液に、界面活性剤を添加する事を特徴とする前記１に記載のエッチング剤組成物。
３．フッ素化合物がフッ化水素酸または酸性フッ化アンモニウムである前記１または２記載のエッチング剤組成物。
４．界面活性剤が、その分子構造中にエステル結合を有する脂肪族性界面活性剤であることを特徴とする前記１または２記載のエッチング剤組成物。
５．前記１〜４いずれかに記載されたエッチング剤組成物を用いて、シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を完全に溶解除去することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のエッチング剤組成物を使用することにより、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を高速、かつ均一にエッチングすることができる。さらに、除去対象である物質が完全に除去されず残ることなく完全に溶解除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に使用するフッ素化合物は、フッ化水素酸、酸性フッ化アンモニウム等が挙げられる。
【０００９】
本発明に用いられる上記フッ素化合物は、単独でも２種類以上組み合わせて用いてもよい。フッ素化合物の濃度は１〜４９重量％の範囲で使用される。１重量％以下では炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜のエッチング速度が遅くなり、４９重量％以上では、シリコン基板等の絶縁材料に対して腐食を生じるだけでなく、取り扱いが困難となるため、得策ではない。
【００１０】
本発明に使用されるエステル結合を有する脂肪族性界面活性剤は、例えばアルキル硫酸エステル塩、芳香族リン酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリコールエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等が挙げられる。この中では、多価アルコールと脂肪酸がエステル結合した構造をもつ非イオン性界面活性剤が好ましい。
【００１１】
上記界面活性剤の添加により、疎水性である炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜に対しフッ素化合物を含有する水溶液が均一に浸透し、シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を完全に溶解除去することが可能となる。濡れ性を与えるためには界面活性剤を添加する必要があるが、界面活性剤の種類によっては、処理表面（炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜）上に界面活性剤が吸着し、所望の溶解除去が困難となる場合があり、エッチング剤に添加するには適さないものがある。
【００１２】
本発明に用いられる上記界面活性剤は、単独でも２種類以上組み合わせて用いてもよい。また本発明のエッチング剤組成物中の界面活性剤濃度は、ＨＬＢ値により適宜決定される。
【００１３】
またエッチング剤組成物を循環濾過した場合に、界面活性剤がフィルターに吸着されることが懸念される。界面活性剤濃度が小さくなると、添加効果がなくなることから、界面活性剤の吸着が起こらない状態になるまで循環濾過を続けることが好ましい。
【００１４】
本発明のエッチング剤組成物を、例えばフッ素化合物１０重量％、界面活性剤０．２重量％で用いる場合に、５０％のフッ素化合物に本発明の界面活性剤を１重量％の濃度になるように添加し、これを１０重量％のフッ素化合物濃度になるように希釈してもよい。
【００１５】
本発明のエッチング剤組成物の使用温度は、エッチング対象となる炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜の種類や必要なエッチング量により、使用時間とともに適宜決定される。
【実施例】
【００１６】
実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
【００１７】
シリコンウェハ基板上に、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を形成したウェハサンプルを用い、エッチング量を測定した。まず初めに、ウェハサンプルをチップ状に切り出し、そのチップの膜厚を光学式膜厚計により測定した（処理前膜厚）。その後、チップを所定温度のエッチング剤組成物中に所定時間浸漬した。続いて、チップをエッチング剤組成物中から取り出し、純水リンス、および窒素ブローによる乾燥を行った。再度、チップの膜厚を光学式膜厚計により測定した（処理後膜厚）。その結果を表１に示した。
【００１８】
実施例１〜７
表１において、本発明のエッチング剤組成物を適用することにより、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を完全に溶解除去することができることが確認された。
【００１９】
比較例１〜８
表１の比較例において、フッ化水素酸のみでは、長時間処理、かつ加温処理をしても、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜が残ってしまうことが確認された。また、フッ素化合物を含有する水溶液に、分子構造中にエステル結合を有さない界面活性剤を添加した場合に、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜が残ってしまうことが確認された。
【００２０】
このように、本発明のエッチング剤組成物を用いて炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜をエッチングすることにより、シリコン基板上に成膜された、炭素および炭化水素を含有したシリコン酸化膜を高速、かつ均一にエッチングし、さらに残膜を完全に溶解除去することが可能となる。
【００２１】
【表１】
2007201096.tif 000002