DD238622A1 - SELECTIVE AGENT FOR THE USE OF DOTED SILICON DIOXIDE OR SILICATE GLASS LAYERS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Aetzmittel zur Strukturierung oder zum ganzflaechigen Aetzen von dotierten Siliziumdioxidschichten oder Silikatglasschichten. Es findet bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, mit dem Ziel der Erhoehung der Ausbeute, Anwendung. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Aetzmittel zu schaffen, welches eine hohe Aetzratenselektivitaet aufweist und ein definiertes lokalisiertes Abtragen der Schicht, bei gleichzeitiger Minimierung entstehender Schaeden in angrenzenden anderen Materialien, ermoeglicht. Erfindungsgemaess ist diese Aufgabe durch ein Aetzmittel, welches Flusssaeure als aetzende Komponente enthaelt, dadurch geloest, dass das Aetzmittel aus einem Gemisch von Flusssaeure und einem mit Wasser mischbaren organischen Loesungsmittel geringer Polaritaet, vorzugsweise Dioxan, besteht, wobei der Anteil der Flusssaeure 1...20 Vol.-%, bei einer Konzentration von 40...50%, betraegt.The invention relates to an etching agent for structuring or for the entire etching of doped silicon dioxide layers or silicate glass layers. It is used in the manufacture of semiconductor devices for the purpose of increasing the yield. The object of the invention is to provide a caustic agent which has a high etch rate selectivity and allows a defined localized removal of the layer, while minimizing the resulting damage in adjacent other materials. According to the invention, this object is achieved by a caustic agent containing hydrofluoric acid as a caulking component in that the caustic agent consists of a mixture of hydrofluoric acid and a water-miscible organic solvent of low polarity, preferably dioxane, whereby the proportion of hydrofluoric acid is 1 ... 20 vol .-%, at a concentration of 40 ... 50%, entrains.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Ätzmittel zur Strukturierung oder zum ganzflächigen Ätzen von dotierten Siliziumdioxidschichten oder Silikatglasschichten. Es findet bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen Anwendung.The invention relates to an etchant for structuring or for full-area etching of doped silicon dioxide layers or silicate glass layers. It is used in the manufacture of semiconductor devices.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen ist es üblich, Passivierungsschichten auf das fertige Bauelement aufzubringen oder mehrere Leitbahnebenen mittels einer Passivierungsschicht voneinander zu trennen. Die Passivierungsschicht muß als elektrischer Isolator dienen und möglichst maskierend für Verunreinigungen (vor allem Fremdionen) sein.In the manufacture of semiconductor devices, it is common practice to apply passivation layers on the finished device or to separate a plurality of interconnect levels by means of a passivation layer from each other. The passivation layer must serve as an electrical insulator and be as masking as possible for impurities (especially foreign ions).

Dazu werden zum Beispiel Phosphorsilicatgläser durch CVD-Prozesse abgeschieden. Dies hat zusätzlich den Vorteil, daß aus dem dotierten SiO₂ durch Temperschritte eine gewünschte Kontaktlochdiffusion stattfindet und nach der Strukturierung dieser Schicht durch Hochtemperaturschritte eine Kantenverrundung der erzeugten Struktur stattfindet, um Abrisse bei der anschließend erzeugten Leitbahn über dem Kontaktloch zu vermeiden.For this purpose, for example, phosphosilicate glasses are deposited by CVD processes. This has the additional advantage that a desired contact hole diffusion takes place from the doped SiO ₂ by annealing steps and, after the structuring of this layer by high-temperature steps, an edge rounding of the generated structure takes place in order to avoid breaks in the subsequently produced conductor track above the contact hole.

Nach DE-OS 2447670 und DE 2529865 ist bekannt, daß zum Ätzen eines auf einem Substrat befindlichen Silizinmoxides, eine Ätzlösung verwendet wird, die Flourwasserstoffsäure gepuffert mit Ammoniumflourid bzw. gepuffert mit Ammoniumeitrat oder-Formiat enthält.According to DE-OS 2447670 and DE 2529865 it is known that an etching solution is used for etching a silicate on a substrate, the hydrofluoric acid buffered with ammonium fluoride or buffered with ammonium citrate or formate.

Die genannten Ätzer besitzen jedoch den gemeinsamen Nachteil, daß sie sowohl reines SiO₂ als auch dotiertes SiO₂ und Silikatgiäser angreifen, wobei keine bedeutenden Selektivitätsunterschiede zwischen den beiden Materialien festzustellen sind.However, the etchers mentioned have the common disadvantage that they attack both pure SiO ₂ and doped SiO ₂ and Silikatgiäser, with no significant selectivity differences between the two materials are observed.

Weiterhin sind zum Ätzen von SiO₂-Schichten das Plasma- und das lonenstrahlätzen bekannt. Diese beiden Verfahren sind aber apparateseitig sehr aufwendig und weisen nur eine sehr geringe Selektivität auch anderen Materialien gegenüber auf.Furthermore, plasma etching and ion beam etching are known for etching SiO ₂ layers. However, these two methods are very expensive on the apparatus side and have only a very low selectivity against other materials as well.

Des weiteren ist bei diesen Verfahren, als nachteiliger Sekundäreffekt, die Beeinträchtigung des Substrats durch Strahlenschäden nicht auszuschließen.Furthermore, in these methods, as a disadvantageous secondary effect, the impairment of the substrate by radiation damage can not be excluded.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, hinsichtlich der Erhöhung der Ausbeute bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, das Ätzen von dotierten SiO₂-Schichten oder Silikatglasschichten zu verbessern.The aim of the invention is, with regard to increasing the yield in the production of semiconductor components, to improve the etching of doped SiO ₂ layers or silicate glass layers.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein selektives Ätzmittel zur Strukturierung oder zum ganzflächigen Ätzen von dotierten SiO₂-It is an object of the invention to provide a selective etchant for structuring or for the entire area etching of doped SiO ₂ -

Schichten oder Silikatglasschichten zu schaffen, welches eine hohe Ätzratenselektivität aufweist und ein definiertes lokalisiertes Abtragen der Schicht, bei gleichzeitiger Minimierung entstehender Schäden in angrenzenden anderen Materialien,To provide layers or silicate glass layers which have high etch rate selectivity and defined localized removal of the layer while minimizing damage to adjacent other materials;

ermöglicht. ' allows. '

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein selektives Ätzmittel zum Ätzen dotierter Siliziumdioxid- oder Silikatglasschichten,According to the invention, this object is achieved by a selective etchant for etching doped silicon dioxide or silicate glass layers,

welches Flußsäure als ätzende Komponente enthält, dadurch gelöst, daß das Ätzmittel aus einem Gemisch von Flußsäure und einem organischen Lösungsmittel besteht.which contains hydrofluoric acid as a corrosive component, achieved in that the etchant consists of a mixture of hydrofluoric acid and an organic solvent.

Es ist zweckmäßig, daß der Anteil der Flußsäure 1 ...20 Vol.-%, bei einer Konzentration von 40... 50%, beträgt.It is expedient that the proportion of hydrofluoric acid is 1 to 20% by volume, at a concentration of 40 to 50%.

Außerdem ist es zweckmäßig, daß das organische Lösungsmittel mit Wasser mischbar ist und eine geringe Polarität besitzt.In addition, it is desirable that the organic solvent is miscible with water and has a low polarity.

Ferner ist es zweckmäßig, daß das Ätzmittel, als organisches Lösungsmittel, vorzugsweise Dioxan enthält.Furthermore, it is expedient that the etchant, as an organic solvent, preferably contains dioxane.

Das erfindungsgemäße Ätzmittel hat den Vorteil, daß Selektivitätsunterschiede vom undotierten SiO₂ zum hochdotierten Oxid über mehrere Zehnerpotenzen erreicht werden können, wobei die Ätzrate des undotierten Oxides kleiner 1 nm min"¹ gehalten werden kann.The etchant according to the invention has the advantage that selectivity differences from undoped SiO ₂ to highly doped oxide can be achieved over several powers of ten, wherein the etch rate of the undoped oxide can be kept smaller than 1 nm min " ¹ .

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Ätzmittels ermöglicht in vorteilhafter Weise, das Ätzen dotierter SiO₂-Schichten oder Silikatglasschichten ohne in Nachbarschaft befindliche undotierte SiO₂-Schichten wesentlich abzutragen.The use of the etchant according to the invention advantageously makes it possible to substantially remove the etching of doped SiO ₂ layers or silicate glass layers without having adjacent undoped SiO ₂ layers.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Mit einem aus 8 Teilen Flußsäure (40% in H₂O) und 100 Teilen Dioxan bestehenden Ätzmittel wird thermisch erzeugtes SiO₂ und durch CVD-Prozeß abgeschiedenes Phosphorsilikatglas mit einem Phosphoranteil von 6% welches nachfolged zur Verdichtung eine 30 minütige Temperung bei 1000⁰C unter Stickstoff-Strom erfährt, bei einer Temperatur von 22°C geätzt.With a consisting of 8 parts of hydrofluoric acid (40% in H ₂ O) and 100 parts of dioxane etchant is thermally generated SiO ₂ and deposited by CVD process phosphosilicate glass with a phosphorus content of 6% which followed for compression for 30 minutes annealing at 1000 ⁰ C. under nitrogen flow, etched at a temperature of 22 ° C.

Dieses Ätzmittel ermöglicht eine Strukturierung der Phosphorsilikatglasschicht ohne das unterliegende Oxid anzugreifen. Es ist insbesondere für ganzflächige Abätzungen von hochdotierten Gläsern, beispielsweise bei Schichtreparaturen, vorteilhaft geeignet.This etchant allows structuring of the phosphosilicate glass layer without attacking the underlying oxide. It is particularly suitable for full-surface Abätzungen of highly doped glasses, for example, in layer repairs, advantageously.

Claims (4)

- 1 - ΔΛΟ ΌΔΔ - 1 - ΔΛΟ ΌΔΔ Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Selektives Ätzmittel zum Ätzen dotierter Siliziumdioxid- oder Silikatglasschichten, welches Flußsäure als ätzende Komponente enthält, gekennzeichnet dadurch, daß das Ätzmittel aus einem Gemisch von Flußsäure und einem organischen Lösungsmittel besteht.A selective etchant for etching doped silica or silicate glass layers containing hydrofluoric acid as a corrosive component, characterized in that the etchant consists of a mixture of hydrofluoric acid and an organic solvent. 2. Ätzmittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Anteil der Flußsäure 1 ...20 Vol.-%, bei einer Konzentration von 40...50%, beträgt.2. etchant according to item 1, characterized in that the proportion of hydrofluoric acid 1 to 20 vol .-%, at a concentration of 40 to 50%. 3. Ätzmittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das organische Lösungsmittel mit Wasser mischbar ist und eine geringe Polarität besitzt.3. etchant according to item 1, characterized in that the organic solvent is miscible with water and has a low polarity. 4. Ätzmittel nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß es als organisches Lösungsmittel vorzugsweise Dioxan enthält.4. etchant according to item 1 to 3, characterized in that it preferably contains dioxane as the organic solvent.