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JP2009177007A - Insulating film etching method - Google Patents

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JP2009177007A
JP2009177007A JP2008015072A JP2008015072A JP2009177007A JP 2009177007 A JP2009177007 A JP 2009177007A JP 2008015072 A JP2008015072 A JP 2008015072A JP 2008015072 A JP2008015072 A JP 2008015072A JP 2009177007 A JP2009177007 A JP 2009177007A
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JP
Japan
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insulating film
etching
oxide film
chemical solution
silicon oxide
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Application number
JP2008015072A
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Japanese (ja)
Inventor
Takafumi Kotani
隆文 小谷
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.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
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Abstract

【課題】金属酸化膜または金属シリコン酸化膜からなる絶縁膜のシリコン酸化膜等に対するエッチング選択比を向上させる。
【解決手段】エッチング方法は、基板5上に形成された、金属酸化物または金属シリコン酸化物からなる絶縁膜3を薬液を用いてエッチングして所定の形状に加工する工程(a)と、工程(a)の後に、第1の洗浄液を用いて絶縁膜の露出面をリンスする工程(b)と、工程(b)の後に、絶縁膜を乾燥させる工程(c)とを備えている。さらに、工程(a)の前または工程(a)中に、絶縁膜の露出面をOH基で終端させることで、絶縁膜のエッチングレートの向上を図ることができる。
【選択図】図4
An etching selectivity of an insulating film made of a metal oxide film or a metal silicon oxide film to a silicon oxide film or the like is improved.
An etching method includes a step (a) of processing an insulating film 3 formed on a substrate 5 made of metal oxide or metal silicon oxide into a predetermined shape by etching with a chemical solution, After (a), a step (b) of rinsing the exposed surface of the insulating film using a first cleaning liquid and a step (c) of drying the insulating film after the step (b) are provided. Furthermore, the etching rate of the insulating film can be improved by terminating the exposed surface of the insulating film with an OH group before or during the step (a).
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、例えば半導体装置のゲート絶縁膜などに利用される絶縁膜のエッチング方法に関し、特に、ランタノイドおよびアクチノイド(La、Ce、Pr、Nd、Th)やこれ以外の3族元素(Sc、Y)、4族元素(Zr,Hf)、5族元素(Ta)などを含む金属酸化膜からなる絶縁膜のエッチング方法に関する。   The present invention relates to an insulating film etching method used for, for example, a gate insulating film of a semiconductor device, and more particularly to lanthanoids and actinoids (La, Ce, Pr, Nd, Th) and other group 3 elements (Sc, Y). The present invention relates to a method for etching an insulating film made of a metal oxide film containing a group 4 element (Zr, Hf), a group 5 element (Ta), or the like.

MOSFETの開発において、素子の微細化・高集積化の要請から、これまでゲート絶縁膜の薄膜化の検討が盛んに行われてきた。しかしながら、現在の技術レベルは、ゲート絶縁膜の厚みが数nmという極薄の水準に達しており、これよりも薄い絶縁膜とするには、リーク電流の増大等により素子の信頼性が損なわれる懸念がある。   In the development of MOSFETs, investigations for thinning the gate insulating film have been actively conducted so far because of the demand for miniaturization and high integration of elements. However, the current technical level has reached an extremely thin gate insulating film thickness of several nanometers. To make an insulating film thinner than this, the reliability of the element is impaired due to an increase in leakage current, etc. There are concerns.

こうした中、従来のSiO膜やSiON膜に加え、高誘電率膜(High-k膜)の適用が近年検討されつつある。High−k膜の材料として、例えば、Zr、Hf、HfSi、HfLaなどの材料が検討されており、これらの高誘電率膜をトランジスタのゲート絶縁膜として用いた場合、ゲート容量を高くしつつリーク電流の低減を図ることができる。 Under such circumstances, the application of a high dielectric constant film (High-k film) in addition to the conventional SiO 2 film and SiON film is being studied in recent years. For example, materials such as Zr x O y , Hf x O y , Hf x Si y O z , and Hf x La y O z have been studied as materials for the high-k film, and these high dielectric constant films are used as transistors. When used as a gate insulating film, leakage current can be reduced while increasing gate capacitance.

一方、DRAM等のメモリ素子やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)においては、より高い誘電率を有する材料により容量膜を構成する技術が望まれている。現在、Ta等の材料が検討され始めている。 On the other hand, in a memory element such as a DRAM and MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), a technique for forming a capacitive film with a material having a higher dielectric constant is desired. Currently, materials such as Ta x O y are being studied.

しかしながら、一般に、ランタノイドまたはアクチノイドであるLa、Ce、Pr、Nd、Thと、これ以外の3族元素であるScおよびY、4族元素であるZr及びHf、5族元素であるTaの金属酸化物及び金属シリコン酸化物は、化学的に溶解除去することが困難である。そのため、従来は、ひときわエッチング能力の高いフッ化水素酸系薬液などがエッチング液として使用されてきた(第1の従来技術)。なお、本明細書中の元素の族表記は現行IUPAC方式の周期律表に基づくものとする。   However, generally, metal oxidation of lanthanoid or actinoid La, Ce, Pr, Nd, Th and other group 3 elements Sc and Y, group 4 elements Zr and Hf, group 5 elements Ta Materials and metal silicon oxides are difficult to dissolve and remove chemically. Therefore, conventionally, a hydrofluoric acid-based chemical solution having a particularly high etching ability has been used as the etching solution (first conventional technology). In addition, the element group description in this specification shall be based on the periodic table of the present IUPAC system.

図10は、従来の一般的な薬液処理方法を示す図である。同図では、フッ化水素酸またはその塩を含む薬液101を用いて基板109上に形成された金属酸化膜や金属シリコン酸化膜107などを除去する薬液処理ステップ(1)の後、リンス液103を用いたリンスステップ(2)、窒素(N)105を供給して行う乾燥ステップ(3)の順でエッチング処理を行う。 FIG. 10 is a diagram showing a conventional general chemical processing method. In the figure, after the chemical treatment step (1) for removing the metal oxide film, the metal silicon oxide film 107 and the like formed on the substrate 109 using the chemical solution 101 containing hydrofluoric acid or a salt thereof, the rinsing solution 103 is used. Etching is performed in the order of a rinsing step (2) using nitrogen and a drying step (3) performed by supplying nitrogen (N 2 ) 105.

しかしながら、フッ化水素酸等を用いた場合、層間絶縁膜やSTI(Shallow Trench Isolation)などに採用されているシリコン酸化膜をも同時にエッチングしてしまい、加工不良や特性不良の原因となってしまう。また、さらに、金属酸化物および金属シリコン酸化膜が半導体基板の裏面側やベベル部にも成膜された場合も同様で、これらを除去する際、汚染防止膜などに使用されるシリコン酸化膜などもエッチングされてしまう。   However, when hydrofluoric acid or the like is used, the silicon oxide film used for the interlayer insulating film and STI (Shallow Trench Isolation) is also etched at the same time, which causes processing defects and characteristic defects. . Furthermore, the same applies when a metal oxide and a metal silicon oxide film are also formed on the back side or bevel portion of a semiconductor substrate. When removing these, a silicon oxide film used as a pollution prevention film or the like Will also be etched.

例えば、フッ化水素酸0.1%(重量%)の水溶液では、EOXをシリコン酸化膜のエッチングレート、EMeを金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のエッチングレートとすると、
シリコン酸化膜 SiO膜(1000℃で成膜) :EOX=8.0nm/min
金属酸化膜 LaO、HfO膜 :EMe=1.0nm/min以下
選択比(金属酸化膜/シリコン酸化膜) :EMe/EOX=0.12
であり、EMe/EOX>1を達成できない。
For example, in an aqueous solution of hydrofluoric acid 0.1% (weight%), if E OX is the etching rate of the silicon oxide film and E Me is the etching rate of the metal oxide film or the metal silicon oxide film,
Silicon oxide film SiO 2 film (deposited at 1000 ° C.): E OX = 8.0 nm / min
Metal oxide film LaO 2 , HfO 2 film: E Me = 1.0 nm / min or less Selectivity (metal oxide film / silicon oxide film): E Me / E OX = 0.12
And E Me / E OX > 1 cannot be achieved.

そのため、シリコン酸化膜のエッチングを抑制しつつ、金属酸化膜、または金属シリコン酸化膜をエッチングする必要がある。つまり、少なくともEMe/EOX>1であることが求められる。 Therefore, it is necessary to etch the metal oxide film or the metal silicon oxide film while suppressing the etching of the silicon oxide film. That is, it is required that at least E Me / E OX > 1.

この問題を解決するために、第2の従来技術では、フッ化水素酸系薬液に有機系薬液であるIPA(isopropyl alcohol)を調合することでシリコン酸化膜のエッチングを抑制している(例えば、特許文献1参照)。   In order to solve this problem, in the second prior art, etching of the silicon oxide film is suppressed by preparing IPA (isopropyl alcohol) which is an organic chemical solution in a hydrofluoric acid chemical solution (for example, Patent Document 1).

特許文献1の表1〜6には、種々のエッチング液を用いた場合の各種絶縁膜のエッチングレートについての実験結果が示されている。これらの表から分かるように、フッ化水素酸0.75%/IPA97−98.5%/HO 0.75%混合溶液(単位は重量%)を用いた場合、金属シリコン酸化膜HfSiO (Hf:Si=4:6)膜に対して、
シリコン酸化膜 SiO膜 :EOX=0.1nm/min
金属シリコン酸化膜 HfO膜 :EMe=0.88〜3.4nm/min
選択比(金属酸化膜/シリコン酸化膜) :EMe/EOX =8.8〜34
と、EMe/EOX>1を達成している。
特開2003−332297号公報 Integration Friendly Dual Metal Gate Technology Using Dual Thickness Metal Inserted Poly-Si Stacks (DT-MIPS), Hyung-Suk Jung, et al., Symp. VLSI Tech. p.196, 2007
Tables 1 to 6 in Patent Document 1 show experimental results on the etching rates of various insulating films when various etching solutions are used. As can be seen from these tables, when a mixed solution (unit:% by weight) of hydrofluoric acid 0.75% / IPA 97-98.5% / H 2 O 0.75% is used, the metal silicon oxide film HfSiO x For (Hf: Si = 4: 6) film,
Silicon oxide film SiO 2 film: E OX = 0.1 nm / min
Metal silicon oxide film HfO 2 film: E Me = 0.88 to 3.4 nm / min
Selectivity (metal oxide film / silicon oxide film): E Me / E OX = 8.8 to 34
And E Me / E OX > 1.
JP 2003-332297 A Integration Friendly Dual Metal Gate Technology Using Dual Thickness Metal Inserted Poly-Si Stacks (DT-MIPS), Hyung-Suk Jung, et al., Symp.VLSI Tech.p.196, 2007

ところが、第2の従来技術において、特許文献1に開示されたエッチング液を用いても、金属酸化膜であるHfO膜に対しては、
シリコン酸化膜 SiO膜 :SiO膜 :EOX=0.1nm/min
金属酸化膜 HfO膜 :EMe=0.04nm/min
選択比(金属酸化膜/シリコン酸化膜) :EMe/EOX =0.4
と、EMe/EOX >1を達成できておらず、ランタノイドまたはアクチノイドであるLa、Ce、Pr、Nd、Thと、これ以外の3族元素であるScおよびY、4族元素であるZr及びHf、5族元素であるTaの金属酸化物及び金属シリコン酸化物の全てに対して有効であるわけではない。
However, in the second prior art, even if the etching solution disclosed in Patent Document 1 is used, for the HfO 2 film that is a metal oxide film,
Silicon oxide film SiO 2 film: SiO 2 film: E OX = 0.1 nm / min
Metal oxide film HfO 2 film: E Me = 0.04 nm / min
Selectivity (metal oxide film / silicon oxide film): E Me / E OX = 0.4
E Me / E OX > 1 is not achieved, and lanthanoid or actinoid La, Ce, Pr, Nd, Th and other Group 3 elements Sc and Y, Group 4 element Zr Hf and Hf are not effective for all metal oxides and metal silicon oxides of Ta group 5 elements.

具体的にいえば、ランタノイドまたはアクチノイドであるLa、Ce、Pr、Nd、Thと、これ以外の3族元素であるScおよびY、4族元素であるZr及びHf、5族元素であるTaの金属酸化物及び金属シリコン酸化物を含む金属酸化膜をゲート酸化膜に持つ半導体製造装置の製造工程には、図11(a)に示すようなゲート形成工程が含まれる(非特許文献1参照)。図11(b)は、従来の半導体装置においてパターニングされたゲート電極のSEM写真を示す図である。このゲート形成時における「Gate patterning」ステップ中に、ゲート酸化膜(金属酸化膜または金属シリコン酸化膜)をエッチングすることになるが、EMe/EOX>1を達成するエッチングプロセスがなければ、ゲート酸化膜をエッチングする間に、シリコン酸化膜で構成されたSTI膜がゲート酸化膜以上にエッチングされてしまう。その結果、半導体製造装置に加工不良や信頼性不良が生じてしまう。 Specifically, lanthanoid or actinoid La, Ce, Pr, Nd, Th and other group 3 elements Sc and Y, group 4 elements Zr and Hf, group 5 elements Ta A manufacturing process of a semiconductor manufacturing apparatus having a metal oxide film containing metal oxide and metal silicon oxide as a gate oxide film includes a gate forming process as shown in FIG. 11A (see Non-Patent Document 1). . FIG. 11B is a view showing an SEM photograph of the gate electrode patterned in the conventional semiconductor device. During the “Gate patterning” step in forming the gate, the gate oxide film (metal oxide film or metal silicon oxide film) will be etched. If there is no etching process that achieves E Me / E OX > 1, During the etching of the gate oxide film, the STI film composed of the silicon oxide film is etched more than the gate oxide film. As a result, processing defects and reliability defects occur in the semiconductor manufacturing apparatus.

とりわけ、LaO膜、HfO膜といった高い比誘電率を有する膜は、エッチングレートが非常に低く、さらにシリコン酸化膜のエッチングを抑制しつつ、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜をエッチングするという課題(EMe/EOX>1の実現)の解決は極めて困難である。 In particular, a film having a high relative dielectric constant, such as a LaO 2 film or a HfO 2 film, has a very low etching rate, and further etches the metal oxide film or the metal silicon oxide film while suppressing the etching of the silicon oxide film. The solution of (realization of E Me / E OX > 1) is extremely difficult.

また、IPAなどの有機溶媒を使用すると、半導体装置製造プロセスにおいて有機物汚染が懸念される。さらに、有機溶媒薬液は一般的に水溶性の薬液に比べ価格的に高コストであり、また半導体装置を製造する装置や施設を防曝仕様にしなければならず、整備面でも高コストとなり、生産コストの面でも課題が多い。   In addition, when an organic solvent such as IPA is used, there is a concern about organic contamination in the semiconductor device manufacturing process. In addition, organic solvent chemicals are generally more expensive than water-soluble chemicals, and the equipment and facilities for manufacturing semiconductor devices must be exposed to radiation, making maintenance expensive and producing There are many problems in terms of cost.

本発明は、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のシリコン酸化膜等に対するエッチング選択比を向上させ、半導体装置のゲート絶縁膜の形成などに利用することで生産コストの低減などを図ることが可能な絶縁膜のエッチング方法を提供することを目的としている。   The present invention improves the etching selectivity of a metal oxide film or a metal silicon oxide film to a silicon oxide film and the like, and can be used for forming a gate insulating film of a semiconductor device, thereby reducing production costs. An object of the present invention is to provide an insulating film etching method.

上記課題を解決するために、本発明の絶縁膜の第1のエッチング方法は、基板上に形成された、La、Ce、Pr、Nd、Th、Sc、Y、Zr、Hf、およびTaのうち少なくとも1つの元素を含む金属酸化物または金属シリコン酸化物からなる絶縁膜を薬液を用いてエッチングして所定の形状に加工する工程(a)と、前記工程(a)の後に、第1の洗浄液を用いて前記絶縁膜の露出面をリンスする工程(b)と、前記工程(b)の後に、前記絶縁膜を乾燥させる工程(c)とを備え、前記工程(a)の前または前記工程(a)中に、前記絶縁膜の露出面をOH基で終端させる工程を行う。   In order to solve the above-described problem, a first etching method for an insulating film of the present invention includes La, Ce, Pr, Nd, Th, Sc, Y, Zr, Hf, and Ta formed on a substrate. A step (a) of etching an insulating film made of a metal oxide or metal silicon oxide containing at least one element into a predetermined shape by using a chemical solution, and a first cleaning solution after the step (a) A step (b) of rinsing the exposed surface of the insulating film using a step, and a step (c) of drying the insulating film after the step (b), before the step (a) or the step In step (a), a step of terminating the exposed surface of the insulating film with an OH group is performed.

この方法によれば、前記絶縁膜の露出面をOH基で終端させることにより、エッチングを行う際に薬液が絶縁膜の表面により速やかに行き渡るので、絶縁膜のエッチングレートを向上させることができる。一方、シリコン酸化膜等は上述の処理に関係なくOH基終端を有しているので、エッチングレートの変化はない。従って、基板上にシリコン酸化膜等が設けられている場合には、絶縁膜のシリコン酸化膜等に対するエッチング選択比を十分に高めることができる。そのため、本発明のエッチング方法を例えばMOSトランジスタのゲート電極およびゲート絶縁膜の形成に適用することで、金属酸化膜や金属シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜を、素子分離絶縁膜に影響を与えずに形成することができる。   According to this method, since the exposed surface of the insulating film is terminated with an OH group, the chemical solution spreads more quickly on the surface of the insulating film when etching is performed, so that the etching rate of the insulating film can be improved. On the other hand, since the silicon oxide film or the like has an OH group termination irrespective of the above-described processing, there is no change in the etching rate. Therefore, when a silicon oxide film or the like is provided on the substrate, the etching selectivity of the insulating film to the silicon oxide film or the like can be sufficiently increased. Therefore, by applying the etching method of the present invention to the formation of the gate electrode and gate insulating film of a MOS transistor, for example, the gate insulating film made of a metal oxide film or a metal silicon oxide film is not affected by the element isolation insulating film. Can be formed.

特に、絶縁膜の露出面をOH基で終端させる工程は、工程(a)中に行うことが好ましい。薬液によるエッチングを行うと絶縁膜のOH基終端が疎水性の終端に置き換わるため、絶縁膜のエッチングレートは時間の経過とともに小さくなってしまう。そこで、薬液によるエッチング後に絶縁膜のOH基終端化処理を行うことで、絶縁膜のエッチングレートを再度向上させることができる。   In particular, the step of terminating the exposed surface of the insulating film with an OH group is preferably performed during the step (a). Etching with a chemical solution replaces the OH group end of the insulating film with a hydrophobic end, so that the etching rate of the insulating film decreases with time. Therefore, the etching rate of the insulating film can be improved again by performing the OH group termination treatment of the insulating film after the etching with the chemical solution.

なお、エッチング用の薬液としては、フッ化水素酸またはその塩を含む液が好ましく用いられる。   As a chemical solution for etching, a solution containing hydrofluoric acid or a salt thereof is preferably used.

また、薬液が水溶性であることで、有機系の薬液を用いる場合に比べて生産設備に要するコストを低減することができ、且つ、絶縁膜が有機物によって汚染されるおそれもなくなる。   In addition, since the chemical solution is water-soluble, the cost required for production facilities can be reduced as compared with the case where an organic chemical solution is used, and the insulating film is not contaminated by organic substances.

本発明の絶縁膜の第2のエッチング方法は、基板上に形成された、金属酸化物または金属シリコン酸化物からなる絶縁膜を薬液を用いてエッチングして所定の形状に加工する工程(a)と、前記工程(a)の後に、洗浄液を用いて前記絶縁膜の露出面をリンスする工程(b)と、前記工程(b)の後に、前記絶縁膜を乾燥させる工程(c)とを備え、前記薬液は、フッ化水素酸またはその塩を含んでおり、pHを降下させる酸性薬剤が混合された水溶性薬液である。   The second etching method for an insulating film of the present invention is a process (a) of etching an insulating film made of a metal oxide or a metal silicon oxide formed on a substrate into a predetermined shape by using a chemical solution. And a step (b) of rinsing the exposed surface of the insulating film using a cleaning liquid after the step (a), and a step (c) of drying the insulating film after the step (b). The chemical solution is a water-soluble chemical solution containing hydrofluoric acid or a salt thereof and mixed with an acidic drug that lowers the pH.

この方法によれば、酸性薬剤が混合されることにより従来のエッチング用薬液に比べてpH(あるいはpKa)を小さくすることができるので、シリコン酸化膜等に対する金属酸化膜および金属シリコン酸化膜のエッチング選択比を向上させることができる。また、薬液が水溶性であることで、有機系の薬液を用いる場合に比べて生産設備に要するコストを低減することができ、且つ、絶縁膜が有機物によって汚染されるおそれもなくなる。   According to this method, the pH (or pKa) can be reduced by mixing the acidic chemical compared with the conventional chemical solution for etching, so that the metal oxide film and the metal silicon oxide film are etched with respect to the silicon oxide film or the like. The selection ratio can be improved. In addition, since the chemical solution is water-soluble, the cost required for production facilities can be reduced as compared with the case where an organic chemical solution is used, and the insulating film is not contaminated by organic substances.

本発明の絶縁膜のエッチング方法によれば、従来技術に比べ、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のエッチングレート(EMe)を大幅に向上させ、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のシリコン酸化膜等に対するエッチング選択比を十分に高めることができる。 According to the insulating film etching method of the present invention, the etching rate (E Me ) of the metal oxide film or the metal silicon oxide film is greatly improved as compared with the prior art, and the silicon oxide film of the metal oxide film or the metal silicon oxide film The etching selectivity with respect to the above can be sufficiently increased.

本発明の特徴は、ランタノイドおよびアクチノイド(La、Ce、Pr、Nd、Th)やこれ以外の3族元素(Sc、Y)、4族元素(Zr、Hf)、5族元素(Ta)を含む金属酸化物および金属シリコン酸化膜をエッチングする際の、薬液エッチング前または薬液エッチング中に、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜の表面にOH基終端を形成するステップ(以下、OH基終端形成工程と称する)を追加することと、そのエッチングに用いる薬液として、フッ化水素酸またはその塩を含む薬液にpHをより酸性領域に誘導する酸性薬液を混合した水溶性薬液を用いることにある。   Features of the present invention include lanthanoids and actinides (La, Ce, Pr, Nd, Th) and other Group 3 elements (Sc, Y), Group 4 elements (Zr, Hf), and Group 5 elements (Ta) A step of forming an OH group termination on the surface of the metal oxide film or the metal silicon oxide film before or during the chemical etching when the metal oxide and the metal silicon oxide film are etched (hereinafter referred to as an OH group termination forming step). And a water-soluble chemical solution obtained by mixing a chemical solution containing hydrofluoric acid or a salt thereof with an acidic chemical solution that induces pH in the acidic region.

ここで、エッチングに用いる薬液として、フッ化水素酸またはその塩を含む薬液にpHをより酸性領域に誘導する酸性薬液を混合することの技術的意義を説明する。   Here, as a chemical solution used for etching, the technical significance of mixing an acidic chemical solution that induces a pH in an acidic region with a chemical solution containing hydrofluoric acid or a salt thereof will be described.

図1(a)は、金属酸化膜のエッチングレートのpH依存性を示す図であり、(b)はフッ化水素酸水溶液内のエッチャント存在率のpH依存性を示す図である。図1(a)において、アモルファスの金属酸化膜はMOCVD法により形成後に熱処理を施していない膜であり、結晶性を高めた金属酸化膜は、形成後に熱処理を施して結晶化させた膜である。なお、これらの実験結果は、MOCVD法の他に、ALD−CVD法、PVD法、熱CVD法、LP−CVD法、光CVD法、プラズマCVD法、Cat−CVD法、蒸着法、また成膜直後から結晶性を持たせた方法としてエピタキシャル法等で形成した金属酸化膜にも適用可能である。   FIG. 1A is a diagram showing the pH dependency of the etching rate of the metal oxide film, and FIG. 1B is a diagram showing the pH dependency of the etchant presence rate in the hydrofluoric acid aqueous solution. In FIG. 1A, an amorphous metal oxide film is a film that has not been heat-treated after being formed by the MOCVD method, and a metal oxide film having improved crystallinity is a film that has been crystallized by being heat-treated after formation. . In addition to these MOCVD methods, these experimental results include ALD-CVD methods, PVD methods, thermal CVD methods, LP-CVD methods, photo-CVD methods, plasma CVD methods, Cat-CVD methods, vapor deposition methods, and film formation methods. The method can be applied to a metal oxide film formed by an epitaxial method or the like as a method for imparting crystallinity immediately thereafter.

図1(a)から分かるように、アモルファスの金属酸化膜(金属シリコン酸化膜)のエッチングレートはpH5からpH2へと薬液のpHが低下するにつれ増加し、pH2〜3あたりでほぼ飽和状態になる。   As can be seen from FIG. 1A, the etching rate of the amorphous metal oxide film (metal silicon oxide film) increases as the pH of the chemical solution decreases from pH 5 to pH 2, and is almost saturated around pH 2-3. .

一方、図1(b)で、フッ化水素酸水溶液内のエッチャント存在率を見ると、pH5からpH2へと薬液のpHが低下するにつれHFとHの存在率が増加し、pH2あたりでほぼ飽和状態になる。このことから、金属酸化膜(金属シリコン酸化膜)のエッチングにはHFとHが寄与するものと考えられる。なお、シリコン酸化膜のエッチングにはHF が寄与しているものと推定される。 On the other hand, in FIG. 1 (b), when the abundance ratio of the etchant in the hydrofluoric acid aqueous solution is seen, the abundance ratio of HF and H 2 F 2 increases as the pH of the chemical solution decreases from pH 5 to pH 2, Almost saturated. From this, it is considered that HF and H 2 F 2 contribute to the etching of the metal oxide film (metal silicon oxide film). It is estimated that HF 2 contributes to the etching of the silicon oxide film.

したがって、図1(a)、(b)から、薬液の酸性度が強くなるほどHFとHの存在率が増加し、金属酸化膜(金属シリコン酸化膜)のエッチングレートが向上することが分かる。 Therefore, from FIGS. 1A and 1B, the abundance of HF and H 2 F 2 increases as the acidity of the chemical increases, and the etching rate of the metal oxide film (metal silicon oxide film) improves. I understand.

また、図2は、金属酸化膜の熱酸化膜(th−SiO)に対する選択比および金属酸化膜のTEOS(Tetraethyl orthosilicate) 膜に対する選択比のpH依存性を示す図である。エッチング用の薬液としては、0.1%HF溶液を用い、pHの調整には塩酸(HCl)および水酸化アンモニウム(アンモニア水;NHOH)を用いた。ここで、金属酸化膜のシリコン酸化膜に対する選択比は、EMeを金属酸化膜のエッチングレート、EOXをシリコン酸化膜(熱酸化膜またはTEOS膜)のエッチングレートとするとEMe/EOXで求められる。 FIG. 2 is a diagram showing the pH dependence of the selectivity of the metal oxide film to the thermal oxide film (th-SiO 2 ) and the selectivity of the metal oxide film to the TEOS (Tetraethyl orthosilicate) film. A 0.1% HF solution was used as a chemical solution for etching, and hydrochloric acid (HCl) and ammonium hydroxide (ammonia water; NH 4 OH) were used for pH adjustment. The selection ratio to the silicon oxide film of the metal oxide film, the E Me etching rate of the metal oxide film, an E OX in etching rate to the E Me / E OX of silicon oxide film (thermal oxide film or a TEOS film) Desired.

図2から、シリコン酸化膜が熱酸化膜とTEOS膜のいずれの場合でもpH0.8付近で選択比EMe/EOXが最大になっていることが分かる。これらの結果から、エッチング用薬液のpHは4.0以下であればよいが、−1.0以上且つ4.0以下であることが好ましく、0より大きく且つ2以下であればさらに好ましいことが分かる。また、薬液のフッ化水素の濃度を変更しても、好ましいpH範囲は同様であった。 As can be seen from FIG. 2, the selectivity E Me / E OX is maximized around pH 0.8 when the silicon oxide film is a thermal oxide film or a TEOS film. From these results, the pH of the chemical solution for etching may be 4.0 or less, preferably −1.0 or more and 4.0 or less, and more preferably 0 or more and 2 or less. I understand. Even when the concentration of hydrogen fluoride in the chemical solution was changed, the preferred pH range was the same.

そこで、以下の実施形態では、フッ化水素酸溶液にpHを下げるための塩化水素を添加してpH値0.8とした0.1%−HF/3.7%−HCL/96.2%−HOの薬液を
使用している。もちろん、実施形態に示した塩化水素以外に、燐酸や、臭化水素酸およびヨウ化水素酸等のハロゲン化水素酸、あるいは硫酸、硝酸、過塩素酸、フルオロスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などの強酸等の酸性薬液をpHを降下させるための薬剤として使用してもよい。
Therefore, in the following embodiment, hydrogen chloride for lowering the pH is added to the hydrofluoric acid solution to obtain a pH value of 0.1% -HF / 3.7% -HCL / 96.2% -H 2 O chemical is used. Of course, besides hydrogen chloride shown in the embodiment, phosphoric acid, hydrohalic acid such as hydrobromic acid and hydroiodic acid, or sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, fluorosulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, etc. An acidic chemical solution such as a strong acid may be used as a drug for lowering the pH.

次に、プロセス中の薬液エッチング前または薬液エッチング中に、OH基終端形成工程を追加することで効果が発揮される理由(メカニズム)について説明する。   Next, the reason (mechanism) that the effect is exhibited by adding the OH group termination forming step before or during the chemical etching in the process will be described.

一般に、酸性の溶液で薬液処理した金属酸化膜または金属シリコン酸化膜の処理表面はH基終端化しやすい。特にフッ化水素酸を含む薬液で処理した表面はH基終端化だけでなく、F基終端化もしやすい。そのため、処理された金属酸化膜または金属シリコン酸化膜の表面はOH基が少ない状態になっていると考えられる。このように、OH基終端が少なくH基終端化・F基終端化された表面では、エッチングする際に疎水作用が働き、薬液のエッチャントが処理表面に反発して薬液が処理表面まで到達しにくくなり、エッチングの進行が阻害されると考えられる。   In general, the surface of a metal oxide film or metal silicon oxide film treated with a chemical solution with an acidic solution tends to be terminated with an H group. In particular, the surface treated with a chemical solution containing hydrofluoric acid is easily not only terminated with an H group but also terminated with an F group. Therefore, it is considered that the surface of the treated metal oxide film or metal silicon oxide film is in a state where there are few OH groups. In this way, on the surface with few OH group terminations and H group termination / F group termination, a hydrophobic action acts during etching, and the chemical etchant repels the treatment surface, making it difficult for the chemical solution to reach the treatment surface. Thus, it is considered that the progress of etching is inhibited.

よって、エッチングを開始する前の金属酸化膜または金属シリコン酸化膜の表面は親水性のOH基終端が多いため、エッチング開始直後はエッチングが進むが、その後、OH基終端はH基終端、F基終端に置き換えられ、徐々にエッチングの進行が阻害されてしまい、次第にエッチングレートが低下してしまうこととなる。   Therefore, since the surface of the metal oxide film or metal silicon oxide film before the start of etching has many hydrophilic OH group ends, the etching proceeds immediately after the start of etching, but thereafter, the OH group ends are H group ends and F groups end. It is replaced by the end, and the progress of the etching is gradually hindered, and the etching rate gradually decreases.

そこで、本発明の半導体装置の製造方法では、OH基終端形成工程を導入することで、エッチングを阻害する処理面のH基終端、F基終端をOH基終端に置き換え、処理面をエッチング開始の前と同様の状態に回復させることにより、エッチングレートの低減を防ぎ、高いエッチングレートを得ることができるものと推定される。ただし、OH基終端形成工程をエッチング工程の前に行なう場合でも、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のOH基終端を増加させ、エッチングレートを向上させる効果はある。   Therefore, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, by introducing the OH group termination forming step, the H group termination and F group termination of the processing surface that inhibits etching are replaced with the OH group termination, and the processing surface is etched. By recovering to the same state as before, it is presumed that a reduction in the etching rate can be prevented and a high etching rate can be obtained. However, even when the OH group termination formation step is performed before the etching step, there is an effect of increasing the OH group termination of the metal oxide film or the metal silicon oxide film and improving the etching rate.

一方、シリコン酸化膜は薬液に触れた後でも常にOH基を含むため、シリコン酸化膜では金属酸化膜、金属シリコン酸化膜のようなエッチングの進行の阻害が生じず、エッチングレートの変化はない。   On the other hand, since the silicon oxide film always contains an OH group even after being exposed to the chemical solution, the silicon oxide film does not inhibit the progress of etching unlike the metal oxide film and the metal silicon oxide film, and the etching rate does not change.

したがって、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のエッチング処理中またはエッチング処理前にOH基終端形成工程を行うことで、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜の選択比EMe/EOXを従来の方法よりも大きくすることができる。 Therefore, the metal oxide film or metal silicon oxide film is subjected to the OH group termination forming step during or before the etching process, thereby making the metal oxide film or metal silicon oxide film selection ratio E Me / E OX higher than the conventional method. Can also be increased.

なお、OH基終端形成工程を導入することで、エッチング用の薬液に酸性薬液を加えなくとも選択比EMe/EOX>1が達成できる場合は、酸性薬液を添加しなくても構わない。もちろん、酸性薬液を加えれば、エッチング選択比をさらに向上できる。 In addition, it is not necessary to add an acidic chemical | medical solution, when the selectivity EMe / EOX > 1 can be achieved by introduce | transducing an OH group termination | terminus formation process, without adding an acidic chemical | medical solution to the chemical | medical solution for an etching. Of course, if an acidic chemical is added, the etching selectivity can be further improved.

以上のことから、本発明の実施形態では以下の手順で高誘電率の金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のエッチングを行うこととする。   From the above, in the embodiment of the present invention, the metal oxide film or metal silicon oxide film having a high dielectric constant is etched in the following procedure.

図4は、本発明の実施形態に係るエッチング方法を説明する図である。上述の従来のエッチング方法は、フッ化水素酸またはその塩を含む薬液を用いた薬液処理ステップの後、リンスステップ、乾燥ステップの流れで処理を行っていた。これに対し、以下の実施形態では、図4に示すように、「OH基終端形成工程」としてエッチング工程中に(2)リンスステップ、(3)乾燥ステップを追加し、その後、再度薬液処理ステップを実施することを特徴とする。言い換えれば、エッチング工程において、薬液処理ステップと、これに続くOH基終端化形成工程との組み合わせを2セット以上繰り返している。ここで、エッチング処理においてOH基終端形成工程を複数回追加してもよい。なお、図4中の符号1はフッ化水素またはその塩を含む薬液を示し、符号3は金属酸化膜または金属シリコン酸化膜を示し、符号5は基板を示し、符号7はリンス用の洗浄液を示し、符号8はNなどのガスを示す。 FIG. 4 is a diagram illustrating an etching method according to an embodiment of the present invention. In the conventional etching method described above, the treatment is performed in the flow of the rinsing step and the drying step after the chemical treatment step using a chemical solution containing hydrofluoric acid or a salt thereof. On the other hand, in the following embodiment, as shown in FIG. 4, (2) a rinsing step and (3) a drying step are added as an “OH group termination forming step” in the etching step, and then the chemical treatment step again. It is characterized by implementing. In other words, in the etching process, two or more sets of combinations of the chemical treatment step and the subsequent OH group termination formation step are repeated. Here, the OH group termination formation step may be added a plurality of times in the etching process. In FIG. 4, reference numeral 1 indicates a chemical solution containing hydrogen fluoride or a salt thereof, reference numeral 3 indicates a metal oxide film or metal silicon oxide film, reference numeral 5 indicates a substrate, and reference numeral 7 indicates a cleaning liquid for rinsing. Reference numeral 8 denotes a gas such as N 2 .

図3は、本発明のエッチング方法において、OH基終端形成工程の回数による金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のエッチングレートおよび選択比の変化を示す図である。なお、同図に示す選択比は図2に示す選択比と大きく異なっているが、これは、図3では金属シリコン酸化膜のth−SiOに対する選択比を示しているのに対し、図2では金属酸化膜のth−SiOに対する選択比を示しているためである。 FIG. 3 is a diagram showing changes in the etching rate and selectivity of the metal oxide film or metal silicon oxide film depending on the number of OH group termination forming steps in the etching method of the present invention. Note that the selection ratio shown in FIG. 2 is significantly different from the selection ratio shown in FIG. 2, which shows the selection ratio of the metal silicon oxide film to th-SiO 2 in FIG. 3, whereas FIG. This is because the selection ratio of the metal oxide film to th-SiO 2 is shown.

図3に示すように、エッチング工程においてOH基終端形成工程を複数回行うことで、薬液処理ステップの合計処理時間が同じであっても、エッチングレートと選択比とをどちらも徐々に増加させられることが分かる。これは、薬液処理ステップにおいて金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のH基終端化およびF基終端化が秒単位で迅速に進行するためであり、エッチングレートと選択比を共に向上させるためにはエッチング工程においてより多くのOH基終端形成工程を行いつつ、一回あたりの薬液処理ステップの時間を極力短くすることが好ましいと考えられる。ただし、実際には薬液処理ステップとOH基終端形成工程との繰り返し回数が増えるとエッチング工程全体の処理時間が長くなる上、操作が煩雑になるため、実際のゲート電極形成工程等で最適のOH基終端形成工程の追加回数は半導体装置の設計に応じて適宜選定すればよい。   As shown in FIG. 3, by performing the OH group termination forming step a plurality of times in the etching step, both the etching rate and the selectivity can be gradually increased even if the total processing time of the chemical solution processing step is the same. I understand that. This is because the H group termination and the F group termination of the metal oxide film or the metal silicon oxide film proceed rapidly in seconds in the chemical treatment step, and etching is required to improve both the etching rate and the selectivity. While performing more OH group termination | terminus formation processes in a process, it is thought that it is preferable to shorten time of the chemical | medical solution processing step per time as much as possible. However, in actuality, if the number of repetitions of the chemical treatment step and the OH group termination formation process increases, the processing time of the entire etching process becomes longer and the operation becomes complicated. Therefore, the optimum OH in the actual gate electrode formation process, etc. What is necessary is just to select suitably the frequency | count of addition of a base termination formation process according to the design of a semiconductor device.

なお、薬液処理ステップと追加されるOH基終端形成工程の前後に様々な別のステップが実施されていてもよく、OH基終端形成工程のリンスステップと乾燥ステップとの間に別のステップが挿入されていてもよい。   Various other steps may be performed before and after the chemical solution treatment step and the added OH group termination formation process, and another step is inserted between the rinsing step and the drying step in the OH group termination formation process. May be.

また、エッチング用の薬液としては、フッ化水素酸またはその塩を含む薬液にpH(あるいはpKa;酸解離定数)を降下させる酸性薬液を混合した水溶性薬液を用いるのが好ましいが、フッ化水素酸またはその塩を含む薬液だけでも選択比EMe/EOX>1の効果が得られる場合には、薬液のpHを降下させる酸性薬液を薬液に加えなくてもよい。 Further, as the chemical for etching, it is preferable to use a water-soluble chemical obtained by mixing a chemical containing hydrofluoric acid or a salt thereof with an acidic chemical that lowers pH (or pKa; acid dissociation constant). When the effect of the selection ratio E Me / E OX > 1 can be obtained even with a chemical solution containing an acid or a salt thereof, an acidic chemical solution that lowers the pH of the chemical solution may not be added to the chemical solution.

(実施形態)
以上で説明した本発明の実施形態に係るエッチング方法の一例について説明する。なお、本実施形態のエッチング方法は、例えばMOSトランジスタのゲート絶縁膜を形成する際に用いられる。この場合、金属シリコン酸化膜または金属酸化膜からなる絶縁膜のうちゲート電極が形成される領域上にマスクを形成してからエッチングを行う。このマスクは、ゲート電極材料となるポリシリコン膜や金属シリサイド膜、あるいは金属膜を絶縁膜上に形成した後に形成してもよい。これにより、所定の形状のゲート絶縁膜およびゲート電極を形成することができる。
(Embodiment)
An example of the etching method according to the embodiment of the present invention described above will be described. Note that the etching method of this embodiment is used, for example, when forming a gate insulating film of a MOS transistor. In this case, etching is performed after a mask is formed on a region where a gate electrode is formed in an insulating film made of a metal silicon oxide film or a metal oxide film. This mask may be formed after a polysilicon film, a metal silicide film, or a metal film as a gate electrode material is formed on the insulating film. Thereby, a gate insulating film and a gate electrode having a predetermined shape can be formed.

図5(a)は、本実施形態の比較例に係るエッチング方法を示す断面図であり、(b)は、本実施形態に係るエッチング方法を示す断面図である。   FIG. 5A is a cross-sectional view showing an etching method according to a comparative example of this embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing an etching method according to this embodiment.

まず、図5(b)に示すように、基板17上に形成された例えばHfSiO(Hf:Si=4:6)からなる金属シリコン酸化膜15の上方からエッチング用の薬液13を供給する((1)薬液供給ステップ)。薬液13としては、例えば0.1%−HF/3.7%−HCl/96.2%−HO(pH0.8)を用いる。なお、実際の半導体装置の製造工程では、金属酸化膜や金属シリコン酸化膜が露出した状態でエッチングを行ってもよいが、金属酸化膜や金属シリコン酸化膜上にゲート電極材料膜が形成された後に、ゲート電極材料膜のエッチングと同じ工程で金属シリコン酸化膜15のエッチングを行ってもよい。なお、本薬液処理ステップは例えば20秒間、0〜96℃で行う。また、本工程においてHfSiO(Hf:Si=4:6)は、MOCVD法により形成された後にPDA(Post-Deposition anneal)を施されたものである。 First, as shown in FIG. 5B, an etching chemical 13 is supplied from above the metal silicon oxide film 15 made of, for example, HfSiO x (Hf: Si = 4: 6) formed on the substrate 17 (see FIG. 5B). (1) Chemical solution supply step). For example, 0.1% -HF / 3.7% -HCl / 96.2% -H 2 O (pH 0.8) is used as the chemical solution 13. In an actual semiconductor device manufacturing process, etching may be performed with the metal oxide film or metal silicon oxide film exposed, but the gate electrode material film is formed on the metal oxide film or metal silicon oxide film. Thereafter, the metal silicon oxide film 15 may be etched in the same process as the etching of the gate electrode material film. The medicinal solution treatment step is performed, for example, at 0 to 96 ° C. for 20 seconds. In this step, HfSiO x (Hf: Si = 4: 6) is formed by MOCVD and then PDA (Post-Deposition anneal).

次に、リンスステップとして、金属シリコン酸化膜15の上方から洗浄液19を供給して金属シリコン酸化膜15の表面(露出面)にOH基終端を形成させる((2)リンスステップ)。なお、洗浄液19としては、純水や、これにオゾンなどの酸化剤を添加したものなどが挙げられる。   Next, as a rinse step, a cleaning liquid 19 is supplied from above the metal silicon oxide film 15 to form OH group terminations on the surface (exposed surface) of the metal silicon oxide film 15 ((2) rinse step). Examples of the cleaning liquid 19 include pure water and those obtained by adding an oxidizing agent such as ozone.

次に、基板17に窒素(N)21などの不活性ガスを供給しながら金属シリコン酸化膜15の露出面を乾燥させる((3)乾燥ステップ)。 Next, the exposed surface of the metal silicon oxide film 15 is dried while supplying an inert gas such as nitrogen (N 2 ) 21 to the substrate 17 ((3) drying step).

次いで、再度薬液13を金属シリコン酸化膜15に0〜96℃で40秒間供給して金属シリコン酸化膜15の処理を行う((4)薬液処理ステップ)。   Next, the chemical solution 13 is again supplied to the metal silicon oxide film 15 at 0 to 96 ° C. for 40 seconds to process the metal silicon oxide film 15 ((4) chemical solution processing step).

次に、ステップ(2)、(3)と同じ条件でリンスステップ、乾燥ステップを行う(ステップ(5)、(6);OH基終端形成工程)。   Next, a rinsing step and a drying step are performed under the same conditions as in steps (2) and (3) (steps (5) and (6); OH group termination formation step).

以上の方法により、上述のように高いエッチングレートおよび選択比で金属シリコン酸化膜の除去を行うことができる。このため、例えば本実施形態のエッチング方法をMOSFETのゲート電極形成工程に用いる場合、STIなどに用いられるシリコン酸化膜に影響を与えずに比較的短時間でゲート絶縁膜を形成することが可能となる。さらに、水溶性の薬液を用いるので、有機系の薬液を用いる場合に比べて低コストで半導体装置を製造することができる。また、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜を容量膜として用いるキャパシタを製造する場合、本実施形態のエッチング方法を用いることで、層間絶縁膜や、ウエハのベベル部に形成された汚染防止膜などに影響を与えずに所望の形状の容量膜を形成することが可能となる。このため、本実施形態のエッチング方法を用いれば高誘電体である金属酸化膜、金属シリコン酸化膜を備えた半導体装置の歩留まりを向上させることも可能となる。   By the above method, the metal silicon oxide film can be removed at a high etching rate and selectivity as described above. For this reason, for example, when the etching method of the present embodiment is used in the gate electrode formation process of the MOSFET, the gate insulating film can be formed in a relatively short time without affecting the silicon oxide film used for STI or the like. Become. Furthermore, since a water-soluble chemical solution is used, a semiconductor device can be manufactured at a lower cost than when an organic chemical solution is used. Further, when manufacturing a capacitor using a metal oxide film or a metal silicon oxide film as a capacitor film, the etching method of this embodiment can be used to form an interlayer insulating film, a contamination prevention film formed on a bevel portion of a wafer, or the like. It is possible to form a capacitor film having a desired shape without being affected. For this reason, if the etching method of this embodiment is used, it becomes possible to improve the yield of the semiconductor device provided with the metal oxide film and metal silicon oxide film which are high dielectrics.

なお、本実験はpH=0.8の条件で行ったが、絶縁膜の露出面をOH基で終端させる工程を行う場合は、下限として図2に示したpH=−1.0以上、且つ上限としてフッ化水素酸水溶液のpHである3.9程度(約4.0)の条件でも同様の効果が得られる。   In addition, although this experiment was performed on the conditions of pH = 0.8, when performing the process of terminating the exposed surface of an insulating film by OH group, pH = -1.0 or more shown in FIG. The same effect can be obtained even under the condition of about 3.9 (about 4.0) which is the pH of the hydrofluoric acid aqueous solution as the upper limit.

次に、具体的に、本実施形態において、エッチング工程にOH基終端形成工程を追加することの効果について、OH基終端形成工程を追加しない場合のエッチング方法と比較して示す。   Next, specifically, in this embodiment, the effect of adding the OH group termination formation step to the etching step will be shown in comparison with the etching method in the case where the OH group termination formation step is not added.

図5(a)に示すように、本願発明者は、本実施形態のエッチング方法と同じ薬液(0.1%−HF/3.7%−HCl/96.2%−HO(pH0.8))を用いて(1)60秒間の薬液処理ステップ、(2)リンスステップ、(3)N21を用いた乾燥ステップを行って金属シリコン酸化膜およびシリコン酸化膜(th−SiO)のエッチングレートを測定し、本実施形態のエッチング方法での結果と比較を行った。エッチングされる金属シリコン酸化膜は本実施形態のエッチング方法と同じものを用いた。 As shown in FIG. 5A, the inventor of the present application uses the same chemical solution (0.1% -HF / 3.7% -HCl / 96.2% -H 2 O (pH 0. 0) as in the etching method of the present embodiment. 8)), (1) a chemical solution treatment step for 60 seconds, (2) a rinse step, and (3) a drying step using N 2 21 to perform a metal silicon oxide film and a silicon oxide film (th-SiO 2 ). The etching rate was measured and compared with the results of the etching method of this embodiment. The metal silicon oxide film to be etched was the same as the etching method of this embodiment.

以上の2種類の方法を比較した結果、図6(a)に示すように、本実施形態のエッチング方法では「OH基終端形成工程」であるリンスステップと乾燥ステップを追加することで、比較例の方法に比べエッチングレートが21.6nm/minから25.0nm/minへと16%向上することが分かった。   As a result of comparing the above two types of methods, as shown in FIG. 6A, in the etching method of the present embodiment, a rinse step that is an “OH group termination formation step” and a drying step are added. It was found that the etching rate was improved by 16% from 21.6 nm / min to 25.0 nm / min compared to the above method.

また、図6(b)に示すように、選択比EMe/EOXについても、比較例の方法に比べ、64から94へ47%も増加することが分かった。なお、図6(a)、(b)に示す結果は、各方法につき4例の平均値である。 Moreover, as shown in FIG.6 (b), it turned out that 47% of selection ratio EMe / EOX also increases from 64 to 94 compared with the method of a comparative example. In addition, the result shown to Fig.6 (a), (b) is an average value of 4 examples for each method.

このことから、本実施形態の方法においてOH基終端形成工程であるリンスステップと乾燥ステップを追加することでエッチングレートおよびエッチングの選択性を向上できることが確認できた。   From this, it was confirmed that the etching rate and the selectivity of etching can be improved by adding a rinsing step and a drying step, which are OH group termination forming steps, in the method of the present embodiment.

次に、具体的に、本実施形態における薬液のpHをより酸性領域に誘導することの効果について、従来のエッチング方法と比較して示す。   Next, the effect of inducing the pH of the chemical solution in the present embodiment to an acidic region will be shown in comparison with the conventional etching method.

図7(a)は、組成が0.1%−HF/99%−HO(pH3.9)の薬液を用いた従来のエッチング方法を示す図であり、(b)は、0.1%−HF/3.7%−HCl/96.2%−HO(pH0.8)を薬液として用いた場合のエッチング方法を示す図である。どちらのエッチング方法においても、(1)60秒間の薬液処理ステップ、(2)リンスステップ、(3)乾燥ステップのみを行い、追加のOH基終端形成工程は行わないものとした。また、エッチングされる金属シリコン酸化膜としては、MOCVD法により形成されたHfSiO(Hf:Si=4:6)膜にPDA(Post-Deposition anneal)を施したものを用いた。 FIG. 7A is a view showing a conventional etching method using a chemical solution having a composition of 0.1% -HF / 99% -H 2 O (pH 3.9), and FIG. % -HF / 3.7% -HCl / 96.2 % -H 2 O a (pH 0.8) is a diagram showing an etching method using a chemical solution. In either etching method, (1) a chemical solution treatment step for 60 seconds, (2) a rinsing step, and (3) a drying step are performed, and an additional OH group termination forming step is not performed. In addition, as the metal silicon oxide film to be etched, an HfSiO x (Hf: Si = 4: 6) film formed by MOCVD and subjected to PDA (Post-Deposition anneal) was used.

図8(a)、(b)は、図7(a)、(b)に示す条件でのエッチング方法におけるエッチング量、および金属シリコン酸化膜の選択性の測定結果をそれぞれ示す図である。
なお、リンスステップでは純水を用い、乾燥ステップではNを用いた。ここで示す結果は各方法につき4例の平均値である。
FIGS. 8A and 8B are diagrams respectively showing the measurement results of the etching amount and the selectivity of the metal silicon oxide film in the etching method under the conditions shown in FIGS. 7A and 7B.
In the rinse step, pure water was used, and in the drying step, N 2 was used. The result shown here is an average of 4 cases for each method.

図8(a)に示すように、pHを低くした薬液を用いた場合のエッチングレートは22nm/minであり、従来のエッチング方法でのエッチングレートである18nm/minに比べて22%増加していることが分かった。   As shown in FIG. 8A, the etching rate when using a chemical solution with a low pH is 22 nm / min, an increase of 22% compared to the etching rate of 18 nm / min in the conventional etching method. I found out.

また、図8(b)に示すように、pHを低くした薬液を用いたエッチング方法での選択比は64であり、従来のエッチング方法での選択比23に比べて2.8倍と大幅に向上することが分かった。   Further, as shown in FIG. 8B, the selection ratio in the etching method using the chemical solution having a low pH is 64, which is 2.8 times as large as the selection ratio 23 in the conventional etching method. It turns out that it improves.

次に、種々の方法で成膜した金属シリコン酸化膜および金属酸化膜のシリコン酸化膜に対するエッチング選択性を調べた結果について説明する。   Next, the results of examining the metal silicon oxide film formed by various methods and the etching selectivity of the metal oxide film to the silicon oxide film will be described.

図9(a)、(b)は、上記で説明した、(1)組成が0.1%−HF/99%−HO(pH3.9)の薬液を用いた場合、(2)組成が0.1%−HF/3.7%−HCl/96.2%−HO(pH0.8)の薬液を用いた場合、(3)組成が0.1%−HF/3.7%−HCl/96.2%−HO(pH0.8)の薬液を用い、OH基終端形成工程を追加した場合のそれぞれの条件でのエッチング量と選択比とをそれぞれ示す図である。 9 (a) and 9 (b) show the case where (1) the chemical solution having a composition of 0.1% -HF / 99% -H 2 O (pH 3.9) is used as described above. When 0.1% -HF / 3.7% -HCl / 96.2% -H 2 O (pH 0.8) chemical solution is used, (3) the composition is 0.1% -HF / 3.7 % using a chemical -HCl / 96.2% -H 2 O ( pH0.8), it illustrates respectively etching amount and the selection ratio of the respective conditions of adding the OH group termination formation step.

図9(a)、(b)の結果から、金属酸化膜は金属シリコン酸化膜よりもエッチングレートが小さいものの、本実施形態で使用したエッチング用薬液を用いた場合(OH基終端形成工程なし)、および本実施形態のエッチング方法を適用した場合(OH基終端形成工程あり)では、いずれの方法で成膜した金属酸化膜についても選択比EMe/EOX>1を達成できていることが確認された。なお、金属酸化膜については、PVD(Physical Vapor Deposition)法で形成された膜の方がALD(Atomic Layer Deposition)法で形成された膜に比べてエッチングレート、選択性ともに高い傾向があった。また、本実施形態で使用したエッチング用薬液を用いた場合(OH基終端形成工程なし)、および本実施形態のエッチング方法を適用した場合(OH基終端形成工程あり)では、PDA処理の有無に関係なく選択比EMe/EOX>1を達成できていた。また、金属シリコン酸化膜、金属酸化膜については、成膜条件やPDA処理の有無に関係なく、本実施形態のエッチング方法(OH基終端形成工程あり)、本実施形態で使用した薬液を用いたエッチング方法(OH基終端形成工程なし)、従来のエッチング方法の順で選択性がエッチングレートおよびエッチング選択性が高かった。 From the results of FIGS. 9A and 9B, the metal oxide film has a lower etching rate than the metal silicon oxide film, but the etching chemical used in this embodiment is used (no OH group termination formation step). When the etching method of this embodiment is applied (there is an OH group termination formation step), the selectivity ratio E Me / E OX > 1 can be achieved for any metal oxide film formed by any method. confirmed. As for the metal oxide film, the film formed by the PVD (Physical Vapor Deposition) method tended to have higher etching rate and selectivity than the film formed by the ALD (Atomic Layer Deposition) method. In addition, when the etching chemical used in this embodiment is used (no OH group termination formation step) and when the etching method of this embodiment is applied (with OH group termination formation step), the presence or absence of the PDA treatment is determined. Regardless, the selection ratio E Me / E OX > 1 could be achieved. For the metal silicon oxide film and the metal oxide film, the etching method of this embodiment (with an OH group termination forming step) and the chemical solution used in this embodiment were used regardless of the film formation conditions and the presence or absence of PDA treatment. The etching rate and etching selectivity were high in the order of the etching method (no OH group termination step) and the conventional etching method.

以上のように、本実施形態のエッチング方法、および本実施形態のエッチング方法で用いられる薬液を用いるエッチング方法は、いずれの方法で形成した金属シリコン酸化膜、金属酸化膜に対してもエッチング選択性を高める効果がある。本実施形態のエッチング方法の効果は膜のPDA処理の有無によらず有効である。また、Hf以外の金属種(La、Ce、Pr、Nd、Th、Sc、Y、Zr、Ta)の金属シリコン酸化膜、あるいは金属酸化膜についても同様の結果が得られると考えられる。また、膜のPDA処理の有無に関係なく上述したのと同じ結果が得られると考えられる。   As described above, the etching method according to the present embodiment and the etching method using the chemical solution used in the etching method according to the present embodiment are selective to the metal silicon oxide film and the metal oxide film formed by any method. There is an effect to increase. The effect of the etching method of this embodiment is effective regardless of the presence or absence of the PDA treatment of the film. In addition, it is considered that the same result can be obtained for a metal silicon oxide film or a metal oxide film of a metal species other than Hf (La, Ce, Pr, Nd, Th, Sc, Y, Zr, Ta). Further, it is considered that the same result as described above can be obtained regardless of the presence or absence of the PDA treatment of the film.

なお、本実施形態のエッチング方法においては、乾燥ステップでNに代えてArやO、NO、大気を用いてもよい。また、NにOやオゾン(O)を添加したものを乾燥ステップで用いてもよい。この場合、OH終端の形成をさらに促進させることができる。また、IPAなどの有機剤を用いて乾燥を行ってもよい。 In the etching method of the present embodiment, Ar, O 2 , N 2 O, or air may be used instead of N 2 in the drying step. Further, N 2 added with O 2 or ozone (O 3 ) may be used in the drying step. In this case, formation of OH termination can be further promoted. Moreover, you may dry using organic agents, such as IPA.

また、本実施形態の方法において、薬液処理ステップで用いる薬液もしくはリンスステップに用いる洗浄液のどちらか、または両方に酸化剤を添加しても構わない。このようにすれば、さらにOH基終端の形成を促進させることができる。具体的な例としては、エッチング用薬液やリンス用の洗浄液に、酸化剤としてHを重量比で0.01%以上、且つ50%以下の範囲で添加する、あるいは薬液やリンス用洗浄液中に、オゾン濃度が10mg/L以下のオゾン水を任意の量添加することが好ましい。 In the method of the present embodiment, an oxidizing agent may be added to either or both of the chemical solution used in the chemical treatment step and the cleaning solution used in the rinse step. In this way, the formation of the OH group terminal can be further promoted. As a specific example, H 2 O 2 is added as an oxidizing agent in an amount of 0.01% or more and 50% or less in an etching chemical solution or rinsing cleaning solution, or a chemical solution or a rinsing cleaning solution. It is preferable to add an arbitrary amount of ozone water having an ozone concentration of 10 mg / L or less.

なお、酸化剤を薬液処理ステップで用いる薬液に添加する場合には、リンスステップと乾燥ステップの両方、またはリンスステップと乾燥ステップのどちらか一方のステップを追加しない方法でエッチングを行っても上記の効果が得られる。このようにすれば、エッチング処理のシーケンスを短くすることができる。   In addition, when the oxidizing agent is added to the chemical solution used in the chemical solution treatment step, even if etching is performed by a method that does not add both the rinse step and the drying step or either the rinse step and the drying step, An effect is obtained. In this way, the sequence of the etching process can be shortened.

なお、酸化剤をリンスステップで用いる洗浄液に添加する場合には、乾燥ステップを追加しない方法でも効果が得られる。このようにしても、エッチング処理のシーケンスを短くすることができる。   In addition, when adding an oxidizing agent to the washing | cleaning liquid used at a rinse step, an effect is acquired even if it does not add a drying step. Even in this case, the etching process sequence can be shortened.

本実施形態のOH基終端形成工程において、リンスステップと乾燥ステップを行った後に、600℃以下の条件でプラズマ酸化を処理表面に実施するステップをさらに行ってもよい。このようにすれば、処理表面のOH基終端の量が増え、さらに金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のエッチングレート(EMe)と選択比EMe/EOXが向上する。この処理を追加した一例について、以下の表を参照しながら説明する。 In the OH group termination forming step of the present embodiment, after performing the rinsing step and the drying step, a step of performing plasma oxidation on the treatment surface under conditions of 600 ° C. or less may be further performed. In this way, the amount of OH group termination on the treated surface is increased, and the etching rate (E Me ) and the selection ratio E Me / E OX of the metal oxide film or metal silicon oxide film are improved. An example in which this processing is added will be described with reference to the following table.

表1に示すように、第1の従来技術によるエッチング方法に比べ、本実施形態のエッチング方法では、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のエッチングレート(EMe)は1.4〜5倍となっている。また、本実施形態のエッチング方法は、特許文献1に開示された第2の従来技術である、フッ化水素酸系薬液に有機系薬液IPAを調合したエッチング液を用いる方法に比べ、金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のエッチングレート(EMe)が25〜70倍に増加する。 As shown in Table 1, in the etching method of this embodiment, the etching rate (E Me ) of the metal oxide film or the metal silicon oxide film is 1.4 to 5 times that of the etching method according to the first prior art. ing. Moreover, the etching method of this embodiment is a metal oxide film compared with the second prior art disclosed in Patent Document 1, which uses an etching solution prepared by mixing an organic chemical solution IPA with a hydrofluoric acid chemical solution. Alternatively, the etching rate (E Me ) of the metal silicon oxide film increases 25 to 70 times.

さらに、表2に示すように、本実施形態のエッチング方法によれば、選択比EMe/EOXは、第1の従来技術に比べ4〜20倍、第2の従来技術に比べ2.5〜10倍程度に増加する。ここで、表1および表2に示す数値はエッチングされる膜としてMOCVD法により形成された金属シリコン酸化膜にPDA処理を施したものである。また、金属シリコン酸化膜の種類によっては、本実施形態の方法が、表1、表2に示す以上の効果を有する場合があることも確認されている。 Furthermore, as shown in Table 2, according to the etching method of the present embodiment, the selection ratio E Me / E OX is 4 to 20 times that of the first conventional technique, and 2.5 times that of the second conventional technique. It increases to about 10 times. Here, the numerical values shown in Tables 1 and 2 are obtained by subjecting a metal silicon oxide film formed by MOCVD as a film to be etched to PDA treatment. In addition, it has been confirmed that the method of the present embodiment may have effects more than those shown in Tables 1 and 2 depending on the type of the metal silicon oxide film.

なお、本発明のエッチング方法は、キャパシタの容量絶縁膜やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)材料の形成に適用することもできる。   The etching method of the present invention can also be applied to the formation of a capacitor dielectric film or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) material.

以上説明したように、本発明の半導体装置の製造方法は、ランタノイドおよびアクチノイド(La、Ce、Pr、Nd、Th)やこれ以外の3族元素(Sc、Y)、4族元素(Zr、Hf)、5族元素(Ta)を含む金属酸化物および金属シリコン酸化膜をゲート絶縁膜や容量絶縁膜等として備える種々の半導体装置の製造に有用である。   As described above, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is based on lanthanoids and actinides (La, Ce, Pr, Nd, Th), other Group 3 elements (Sc, Y), and Group 4 elements (Zr, Hf). This is useful for manufacturing various semiconductor devices including a metal oxide containing a Group 5 element (Ta) and a metal silicon oxide film as a gate insulating film, a capacitor insulating film, or the like.

(a)は、フッ化水素酸溶液内での金属酸化膜(金属シリコン酸化膜)のエッチングレートのpH依存性を示す図であり、(b)はフッ化水素酸水溶液内のエッチャント存在率のpH依存性を示す図である。(A) is a figure which shows the pH dependence of the etching rate of the metal oxide film (metal silicon oxide film) in a hydrofluoric acid solution, (b) is the etchant presence rate in the hydrofluoric acid aqueous solution. It is a figure which shows pH dependence. フッ化水素酸溶液内での金属酸化膜の熱酸化膜(th−SiO)に対する選択比および金属酸化膜のTEOS(Tetraethyl orthosilicate) 膜に対する選択比のpH依存性を示す図である。It shows the pH dependence of the selectivity to TEOS (Tetraethyl orthosilicate) film selection ratio and metal oxide film to a thermal oxide film of the metal oxide film in a hydrofluoric acid solution (th-SiO 2). 本発明のエッチング方法において、OH基終端形成工程の回数による金属酸化膜または金属シリコン酸化膜のエッチングレートおよび選択比の変化を示す図である。In the etching method of this invention, it is a figure which shows the change of the etching rate and selectivity of a metal oxide film or a metal silicon oxide film by the frequency | count of an OH group termination | terminus formation process. 本発明のエッチング方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the etching method of this invention. (a)は、本発明の実施形態の比較例に係るエッチング方法を示す断面図であり、(b)は、本発明の実施形態に係るエッチング方法を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the etching method which concerns on the comparative example of embodiment of this invention, (b) is sectional drawing which shows the etching method which concerns on embodiment of this invention. (a)、(b)は、本発明の実施形態に係るエッチング方法と比較例に係るエッチング方法におけるエッチング量の比較、およびエッチング選択性の比較をそれぞれ示す図である。(A), (b) is a figure which respectively shows the comparison of the etching amount in the etching method which concerns on embodiment of this invention, and the etching method which concerns on a comparative example, and the comparison of etching selectivity. (a)は、従来のエッチング方法を示す図であり、(b)は、本発明の薬液を用いたエッチング方法を示す図である。(A) is a figure which shows the conventional etching method, (b) is a figure which shows the etching method using the chemical | medical solution of this invention. (a)、(b)は、図7(a)、(b)に示す条件でのエッチング方法におけるエッチング量、および金属シリコン酸化膜の選択性の測定結果をそれぞれ示す図である。(A), (b) is a figure which respectively shows the measurement result of the etching amount in the etching method on the conditions shown to FIG. 7 (a), (b), and the selectivity of a metal silicon oxide film. (a)、(b)は、種々の条件での金属酸化膜および金属シリコン酸化膜のエッチング量と選択比とをそれぞれ示す図である。(A), (b) is a figure which respectively shows the etching amount and selection ratio of a metal oxide film and a metal silicon oxide film on various conditions. 従来の一般的な薬液処理方法を示す図である。It is a figure which shows the conventional general chemical | medical solution processing method. (a)は、非特許文献1に記載された半導体装置の製造工程を示す図であり、(b)は、従来の半導体装置においてパターニングされたゲート電極のSEM写真を示す図である。(A) is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor device described in the nonpatent literature 1, (b) is a figure which shows the SEM photograph of the gate electrode patterned in the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

1 薬液
3 金属酸化膜または金属シリコン酸化膜
5 基板
7 洗浄液
8 ガス
13 薬液
15 金属シリコン酸化膜
17 基板
19 洗浄液
23 選択比
1 chemical
3 Metal oxide film or metal silicon oxide film
5 Substrate 7 Cleaning liquid
8 Gas
13 Chemicals
15 Metal silicon oxide film
17 Substrate
19 Cleaning liquid
23 Selectivity

Claims (21)

基板上に形成された、La、Ce、Pr、Nd、Th、Sc、Y、Zr、Hf、およびTaのうち少なくとも1つの元素を含む金属酸化物または金属シリコン酸化物からなる絶縁膜を薬液を用いてエッチングして所定の形状に加工する工程(a)と、前記工程(a)の後に、第1の洗浄液を用いて前記絶縁膜の露出面をリンスする工程(b)と、前記工程(b)の後に、前記絶縁膜を乾燥させる工程(c)とを備え、
前記工程(a)の前または前記工程(a)中に、前記絶縁膜の露出面をOH基で終端させる工程を行う絶縁膜のエッチング方法。
An insulating film made of metal oxide or metal silicon oxide containing at least one element selected from La, Ce, Pr, Nd, Th, Sc, Y, Zr, Hf, and Ta is formed on the substrate. Using the first cleaning liquid after the step (a), the step (b) for rinsing the exposed surface of the insulating film, and the step (a). a step (c) of drying the insulating film after b);
A method of etching an insulating film, comprising performing a step of terminating an exposed surface of the insulating film with an OH group before or during the step (a).
前記工程(a)は、
前記薬液を用いて前記絶縁膜をエッチングする工程(a1)と、
前記工程(a1)の後に、第2の洗浄液を用いて前記絶縁膜の露出面をOH基で終端させる工程(a2)と、
前記工程(a2)の後に前記絶縁膜を再度エッチングする工程(a3)とを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の絶縁膜のエッチング方法。
The step (a)
Etching the insulating film using the chemical solution (a1);
After the step (a1), a step (a2) of terminating the exposed surface of the insulating film with an OH group using a second cleaning liquid;
The method for etching an insulating film according to claim 1, further comprising a step (a 3) of etching the insulating film again after the step (a 2).
前記薬液は、フッ化水素酸またはその塩を含んでいることを特徴とする請求項2に記載の絶縁膜のエッチング方法。   3. The insulating film etching method according to claim 2, wherein the chemical solution contains hydrofluoric acid or a salt thereof. 前記薬液は、pHを降下させる酸性薬剤が混合された水溶性薬液であることを特徴とする請求項3に記載の絶縁膜のエッチング方法。   The insulating film etching method according to claim 3, wherein the chemical solution is a water-soluble chemical solution mixed with an acidic chemical that lowers the pH. 前記薬液のpHは−1.0以上、且つ4.0以下であることを特徴とする請求項4に記載の絶縁膜のエッチング方法。   The insulating film etching method according to claim 4, wherein the chemical solution has a pH of −1.0 or more and 4.0 or less. 前記薬液のpHは0より大きく、且つ2以下であることを特徴とする請求項4に記載の絶縁膜のエッチング方法。   5. The insulating film etching method according to claim 4, wherein the chemical solution has a pH greater than 0 and 2 or less. 前記工程(a)において、前記工程(a2)と前記工程(a3)とを交互に複数回繰り返すことを特徴とする請求項2〜6のうちいずれか1つに記載の絶縁膜のエッチング方法。   The method for etching an insulating film according to claim 2, wherein in the step (a), the step (a2) and the step (a3) are alternately repeated a plurality of times. 前記工程(a2)は、前記第2の洗浄液を用いて前記絶縁膜の露出面をリンスする工程を含むことを特徴とする請求項2〜7のうちいずれか1つに記載の絶縁膜のエッチング方法。   The insulating film etching according to claim 2, wherein the step (a2) includes a step of rinsing an exposed surface of the insulating film using the second cleaning liquid. Method. 前記工程(a2)は、前記第2の洗浄液を用いて前記絶縁膜の露出面をリンスした後に、前記絶縁膜を乾燥させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の絶縁膜のエッチング方法。   9. The insulating film according to claim 8, wherein the step (a2) further includes a step of drying the insulating film after rinsing the exposed surface of the insulating film using the second cleaning liquid. Etching method. 前記工程(a2)で、前記絶縁膜を乾燥させる際には、N、Ar、およびNOガスのうちの少なくとも1つを用いることを特徴とする請求項9に記載の絶縁膜のエッチング方法。 The insulating film etching according to claim 9, wherein when the insulating film is dried in the step (a2), at least one of N 2 , Ar, and N 2 O gas is used. Method. 前記工程(a2)で、前記絶縁膜を乾燥させる際には、OまたはOを添加することを特徴とする請求項10に記載の絶縁膜のエッチング方法。 The method for etching an insulating film according to claim 10, wherein O 2 or O 3 is added when the insulating film is dried in the step (a2). 前記第2の洗浄液は酸化剤を含んでいることを特徴とする請求項8〜10のうちいずれか1つに記載の絶縁膜のエッチング方法。   The insulating film etching method according to claim 8, wherein the second cleaning liquid contains an oxidizing agent. 前記第2の洗浄液には、前記酸化剤として、重量比で0.01%以上、且つ50%以下のH、または濃度が10mg/L以下のOが添加されていることを特徴とする請求項12に記載の絶縁膜のエッチング方法。 The second cleaning liquid is characterized in that, as the oxidizing agent, H 2 O 2 having a weight ratio of 0.01% or more and 50% or less, or O 3 having a concentration of 10 mg / L or less is added. The method for etching an insulating film according to claim 12. 前記薬液は酸化剤を含んでいることを特徴とする請求項2〜13のうちいずれか1つに記載の絶縁膜のエッチング方法。   The method of etching an insulating film according to claim 2, wherein the chemical solution contains an oxidizing agent. 前記薬液には、前記酸化剤として、重量比で0.01%以上、且つ50%以下のH、または濃度が10mg/L以下のOが添加されていることを特徴とする請求項14に記載の絶縁膜のエッチング方法。 The chemical solution is characterized in that, as the oxidizing agent, H 2 O 2 having a weight ratio of 0.01% or more and 50% or less, or O 3 having a concentration of 10 mg / L or less is added. Item 15. The method for etching an insulating film according to Item 14. 前記工程(a)は、前記工程(a2)と前記工程(a3)との間に前記絶縁膜の露出面をプラズマ酸化処理する工程をさらに含んでいることを特徴とする請求項2〜15のうちいずれか1つに記載の絶縁膜のエッチング方法。   16. The process according to claim 2, wherein the step (a) further includes a step of plasma oxidizing the exposed surface of the insulating film between the step (a2) and the step (a3). The insulating film etching method according to any one of the above. 前記工程(a)の前に、前記絶縁膜の一部の上または上方にマスクを形成する工程(d)をさらに備え、
前記工程(a)では、平面的に見て前記マスクで覆われていない領域の前記絶縁膜を選択的にエッチングすることを特徴とする請求項2〜16のうちいずれか1つに記載の絶縁膜のエッチング方法。
Before the step (a), the method further includes a step (d) of forming a mask on or above a part of the insulating film,
The insulation according to any one of claims 2 to 16, wherein in the step (a), the insulating film in a region that is not covered with the mask in a plan view is selectively etched. Method for etching the film.
前記基板上にはシリコン酸化膜がさらに形成されており、
前記工程(a)において、前記薬液による前記シリコン酸化膜のエッチングレートをEox、前記絶縁膜のエッチングレートをEMeとするとき、(EMe/Eox)>1であることを特徴とする請求項1〜17のうちいずれか1つに記載の絶縁膜のエッチング方法。
A silicon oxide film is further formed on the substrate,
In the step (a), when the etching rate of the silicon oxide film by the chemical solution is E ox and the etching rate of the insulating film is E Me , (E Me / E ox )> 1. The method for etching an insulating film according to claim 1.
基板上に形成された、金属酸化物または金属シリコン酸化物からなる絶縁膜を薬液を用いてエッチングして所定の形状に加工する工程(a)と、前記工程(a)の後に、洗浄液を用いて前記絶縁膜の露出面をリンスする工程(b)と、前記工程(b)の後に、前記絶縁膜を乾燥させる工程(c)とを備え、
前記薬液は、フッ化水素酸またはその塩を含んでおり、pHを降下させる酸性薬剤が混合された水溶性薬液である絶縁膜のエッチング方法。
Etching the insulating film made of metal oxide or metal silicon oxide formed on the substrate with a chemical solution into a predetermined shape (a), and using the cleaning liquid after the step (a) And (b) rinsing the exposed surface of the insulating film, and (c) drying the insulating film after the step (b),
The said chemical | medical solution contains the hydrofluoric acid or its salt, The etching method of the insulating film which is a water-soluble chemical | medical solution with which the acidic chemical | medical agent which drops pH was mixed.
前記薬液のpHは−1.0以上、且つ4.0以下であることを特徴とする請求項19に記載の絶縁膜のエッチング方法   The method of etching an insulating film according to claim 19, wherein the chemical solution has a pH of -1.0 or more and 4.0 or less. 前記薬液のpHは0より大きく、且つ2以下であることを特徴とする請求項19に記載の絶縁膜のエッチング方法。   20. The method of etching an insulating film according to claim 19, wherein the chemical solution has a pH greater than 0 and 2 or less.
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