KR980012057A - Method for Removing Silicon Nitride Film from Semiconductor Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 장치의 실리콘 나이트라이드막 제거 방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 반도체 기판의 국부 산호를 위한 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드막을 제거하는 방법에 있어서, 제거할 실리콘 나이트라이드막이 형성된 반도체 기판이 로딩된 반응조 내에 H3PO4와 DIW를 20:1∼10:1의 부피비로 약 30∼40분 동안 공급하는 제1 단계와, 상기 H3PO4와 DIW를 25:1∼40:1의 부피비로 공급하는 제2 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 반도체 장치의 제조시에 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드막을 그 표면에 형성된 산화 박막과 함께 파티클에 의한 오염 가능성이 없이 간단한 공정 및 설비에 의하여 효율적으로 제거할 수 있다.The present invention relates to a method of removing a silicon nitride film used as a mask for a local corrugation of a semiconductor substrate, in which a semiconductor substrate on which a silicon nitride film to be removed is formed, A first step of supplying H3PO4 and DIW in a loaded reactor in a volume ratio of 20: 1 to 10: 1 for about 30 to 40 minutes, and a second step of supplying H3PO4 and DIW in a volume ratio of 25: 1 to 40: . According to the present invention, a silicon nitride film used as a mask at the time of manufacturing a semiconductor device can be efficiently removed together with an oxide thin film formed on the surface thereof by a simple process and equipment without the possibility of contamination by particles.
Description
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 실리콘 기판의 국부 산화 공정시에 마스크로서 사용된 실리콘 나이트라이드(Si3N4)막의 제거 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of removing a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film used as a mask in a local oxidation process of a silicon substrate.
반도체 메모리 장치의 제조에 있어서, 실리콘 기판의 국부 산화 공정시에 마스크로서 주로 실리콘 나이트라이드막을 사용하고 있다. 실리콘 기판의 국부 산화에 의해서 반도체 장치의 각 활성 영역을 절연시키기 위한 절연층을 형성하고 난 후, 마스크로서 사용했던 실리콘 나이트라이드막을 제거하여야 한다. 이 때, 실리콘 나이트라이드막을 제거하기 전에 먼저 상기 절연층 형성을 위한 산화 공정시에 부수적으로 반도체 기판 표면에 얇게 형성된 SiOxNy막으로 이루어지는 산화 박막을 먼저 제거하여야 한다.In manufacturing the semiconductor memory device, a silicon nitride film is mainly used as a mask in the local oxidation process of the silicon substrate. After forming an insulating layer for insulating each active region of the semiconductor device by local oxidation of the silicon substrate, the silicon nitride film used as the mask must be removed. At this time, before the silicon nitride film is removed, the oxide thin film made of the SiO x N y film formed on the surface of the semiconductor substrate incidentally during the oxidation process for forming the insulating layer must be removed first.
따라서, 일반적으로 실리콘 나이트라이드막으로 이루어지는 마스크층을 제거하는 공정은 먼저 반도체 기판 전면에 얇게 형성된 산화 박막을 제거하는 제 1 단계와, 실리콘 나이트라이드막을 제거하는 제2 단계로 이루어진다. 여기서, 상기 제1 단계에서는 표면에 형성된 산화 박막을 제거하기 위하여 HF에 의한 식각을 행하고, 제2 단계에서는 실리콘 나이트라이드막을 제거하기 위하여 H3PO4 처리를 한다.Therefore, a process of removing a mask layer made of a silicon nitride film generally includes a first step of removing a thin oxide film formed on the entire surface of the semiconductor substrate, and a second step of removing the silicon nitride film. In the first step, HF etching is performed to remove the oxide film formed on the surface, and in the second step, H3PO4 treatment is performed to remove the silicon nitride film.
상기한 바와 같이 실리콘 기판의 부분 산화 공정시 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드막을 제거하기 위하여, 종래에는 상기 제1 단계 및 제2 단계에서 각각 별도의 설비(또는 반응조)를 사용하고, 그에 따라 공정시간도 길어지게 되며, 각 단계마다 웨이퍼가 설비 사이를 이동함에 따라 파티클에 의한 오염 가능성이 높아지게 된다.As described above, in order to remove the silicon nitride film used as a mask in the partial oxidation process of the silicon substrate, conventionally, separate facilities (or reaction tanks) are used in the first and second stages, respectively, And the probability of contamination by the particles increases as the wafers move between the facilities at each step.
따라서, 본 발명의 목적은 반도체 장치의 제조시에 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드막을 그 표면에 형성된 산화 박막과 함께 제거하는 데 있어서, 파티클에 의한 오염 가능성 없이 간단한 공정에 의해 실리콘 나이트라이드막과 산화 박막을 동시에 제거할 수 있는 반도체 장치의 실리콘 나이트라이드막 제거 방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method for removing a silicon nitride film used as a mask in the manufacture of a semiconductor device together with an oxidized film formed on the surface thereof by oxidizing the silicon nitride film with a silicon nitride film by a simple process, And a method for removing a silicon nitride film of a semiconductor device capable of simultaneously removing a thin film.
제1도는 순수한 H3PO4와 DIW(deionizde water)의 혼합비에 따른 각 물질의 식각율 변화를 나타낸다.FIG. 1 shows the etch rate change of each material with the mixing ratio of pure H 3 PO 4 and DIW (deionizde water).
제2도는 식각액의 농도에 따른 질화물(Si3N4)과 산화물(SiO2)의 식각율 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing changes in the etching rate of nitride (Si 3 N 4 ) and oxide (SiO 2 ) according to the concentration of the etchant.
제3도는 본 발명에 따른 방법을 행하는데 사용될 수 있는 반응조를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 3 schematically shows a reactor which can be used to carry out the process according to the invention. FIG.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 기판의 국부 산화를 위한 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드막을 제거하는 방법에 있어서, 제거할 실리콘 나이트라이드막이 형성된 반도체 기판이 로딩된 반응조 내에 H3PO4와 약 20:1∼10:1의 부피비로 약 30∼40분 동안 공급하는 제 1 단계와, 상기 H3PO4와 DIW를 25:1∼40:1의 부피비로 공급하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 실리콘 나이트라이드막 제거 방법을 제공한다.The present invention to achieve the above object, according to the silicon method of removing the nitride film used as a mask for the local oxidation of the semiconductor substrate, and H 3 PO 4 in the a silicon nitride semiconductor substrate, nitride film is formed to remove the loading tank And a second step of supplying the H 3 PO 4 and the DIW in a volume ratio of 25: 1 to 40: 1 in a volume ratio of about 20: 1 to 10: 1 for about 30 to 40 minutes; And removing the silicon nitride film from the silicon nitride film.
바람직하게는, 상기 제1 단계에서 H3PO4와 DIW를 15:1의 부피비로 공급하고, 상기 제2 단계에서 H3PO4와 DIW를 30:1의 부피비로 공급한다.Preferably, H 3 PO 4 and DIW are fed in a volume ratio of 15: 1 in the first step and H 3 PO 4 and DIW are fed in a volume ratio of 30: 1 in the second step.
본 발명에 의하면, 반도체 장치의 제조시에 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드막을 그 표면에 형성된 산화 박막과 함께 파티클에 의한 오염 가능성 없이 간단한 공정 및 설비에 의하여 효율적으로 제거할 수 있다.According to the present invention, a silicon nitride film used as a mask at the time of manufacturing a semiconductor device can be efficiently removed together with an oxide thin film formed on the surface of the silicon nitride film by a simple process and equipment without the possibility of contamination by particles.
다음에,본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
반도체 장치의 제조시에 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드막을 제거하는데 사용되는 H3PO4는 그 비등점 이상, 즉 150℃ 이상의 온도에 식각율과 식각 선택비에 있어서 최적의 조건을 나타낸다. 또한 H3PO4의 식각 이력은 SiO2의 식각율에 영향을 미친다.The H 3 PO 4 used to remove the silicon nitride film used as a mask in the fabrication of the semiconductor device exhibits optimum conditions for the etching rate and etch selectivity over its boiling point, that is, above 150 ° C. Also, the etching history of H 3 PO 4 affects the etching rate of SiO 2 .
도 1은 순수한 H3PO4와 DIW(deionized water)의 혼합비에 따른 각 물질의 식각율 변화를 나타낸다. 도 1에 있어서, ˝A˝는 질화물의 식각율 변화를 나타내고, ˝B˝는 폴리실리콘의 식각율을 나타내며, "C"는 산화물의 식각율 변화를 나타낸다.FIG. 1 shows the etching rate change of each material according to the mixing ratio of pure H 3 PO 4 and DIW (deionized water). In Fig. 1, " A " represents an etching rate change of nitride, " B " represents an etching rate of polysilicon, and "C" represents an etching rate change of oxide.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 순수한 H3PO4에 DIW를 첨가함에 따라서 질화물의 식각율은 증가하고, 산화물의 경우에는 H3PO4에 첨가되는 DIW의 양이 상대적으로 적은 경우에는 식각율이 감소하고 H3PO4에 첨가되는 DIW의 양이 상대적으로 많은 경우에는 식각율이 증가한다.As can be seen from FIG. 1, the etching rate of the nitride increases with the addition of DIW to pure H 3 PO 4 , and when the amount of DIW added to H 3 PO 4 is relatively small in the case of oxide, And the amount of DIW added to H 3 PO 4 is relatively large, the etching rate is increased.
도 2는 식각액이 농도에 따른 질화물(Si3N4)과 산화물(SiO2)의 식각율 변화를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing changes in etching rate of nitride (Si 3 N 4 ) and oxide (SiO 2 ) according to the concentration of the etching solution.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, H3PO4의 식각 이력은 SiO2의 식각율에 영향을 미친다. 즉 H3PO4의 경우에 탈수 축합반응에 의해 H3PO4의 농도가 감소함에 따라 SiO2의 식각율이 낮아진다.As can be seen from FIG. 2, the etching history of H 3 PO 4 affects the etching rate of SiO 2 . That is, as H 3 PO 4 in the dehydration condensation reaction by the reduction of the concentration of H 3 PO 4, if the lower the etching rate of SiO 2.
따라서, 이와 같은 원리를 본 발명에 적용하면, 반도체 장치의 제조시에 반도체 기판의 국부 산화 후에 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드(Si3N4)막을 그 표면에 형성된 산화 박막(SiOxNy)과 함께 제거하는 것을 설비또는 반응조를 변경시키지 않고 단일의 반응조 내에서 인-시튜(in situ) 공정에 의하여 행할 수 있다. 즉, 식각 초기에는 DIW를 충분히 공급하여 산화막에 대한 식각율을 높여서 표면에 얇게 형성된 산화 박막, 즉 SiOxNy막을 제거하고, 그 후 DIW의 공급량을 줄여서 산화막과 질화막에 대한 식각 선택비를 크게 하여 마스크로 사용되었던실리콘 나이트라이드막을 제거할 수 있다.Therefore, when such a principle is applied to the present invention, a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film used as a mask after local oxidation of a semiconductor substrate during the manufacture of a semiconductor device is formed as an oxide thin film (SiO x N y ) Can be carried out in situ in a single reaction vessel without altering the equipment or reaction vessel. That is, at the initial stage of etching, the etching rate for the oxide film is increased by supplying the DIW sufficiently to remove the thin oxide film, that is, the SiO x N y film, on the surface, and then the supply amount of the DIW is reduced to increase the etch selectivity for the oxide film and the nitride film So that the silicon nitride film used as a mask can be removed.
도 3은 본 발명에 따른 방법에 의하여 실리콘 나이트라이드막을 그 위에 형성된 산화 박막과 함께 인-시튜 공정에 의해 제거하는 공정을 행하는 데 사용될 수 있는 반응조를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a schematic view of a reaction vessel that can be used to carry out a process of removing a silicon nitride film by an in-situ process together with an oxide thin film formed thereon by a method according to the present invention.
도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실리콘 나이트라이드막의 제거 방법을 구체적으로 설명한다. 반도체 기판의 국부 산화를 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드막을 제거하기 위하여, 일단 제거할 실리콘 나이트라이드막이 형성된 반도체 기판(도시 생략)을 히터(12)가 설치된 반응조(10)내에 로딩한 후, 상기 반응조(10) 내에 H3PO4와 DIW를 약 20:1∼10:1의 부피비, 바람직하게는 15:1의 부피비로 약 30∼40분 동안 공급하여 1차 식각을 행하고, 그 후 상기 H3PO4와 DIW를 25:1∼40:1의 부피비, 바람직하게는 30:1의 부피비로 공급하여 2차 식각을 행한다.A method of removing the silicon nitride film according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. A semiconductor substrate (not shown) on which a silicon nitride film to be removed is formed is loaded in a reaction tank 10 provided with a heater 12 in order to remove a silicon nitride film used as a mask for local oxidation of the semiconductor substrate, 10 in the H 3 PO 4 and the DIW from about 20: 1 to 10: 1 by volume, preferably 15: to supply for about 30-40 minutes in a volume ratio of 1 subjected to the primary etching, after which the H 3 PO 4 and DIW are supplied at a volume ratio of 25: 1 to 40: 1, preferably 30: 1, to perform the second etching.
상기한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 실리콘 나이트라이드막을 게거하면, 1차 식각에서는 반도체 기판의 산화 공정시에 표면에 형성되었던 산화 박막이 제거되고, 2차 식각에서는 실리콘 나이트라이드막이 제거된다.As described above, according to the preferred embodiment of the present invention, when the silicon nitride film is deposited, the oxide thin film formed on the surface during the oxidation process of the semiconductor substrate is removed in the first etching and the silicon nitride film is removed in the second etching .
여기서, 2차 식각시 산화막과 질화막이 크게 되도록 DIW의 양을 줄여서 산화막의 식각량을 줄이는 이유는, 실리콘 나이트라이드막의 불완전한 식각을 방지하기 위하여 충분한 시간 동안 과다 식각을 행하는 데, 이 때 반도체 기판의 절연을 위하여 부분 산화 공정시에 형성된 산화막, 즉 필드 산화막이 소비되는 것을 방지하고, 실리콘 기판이 손상받는 것을 방지하기 위한 것이다.The reason for reducing the amount of DIW by reducing the amount of DIW so that the oxide film and the nitride film are larger in the second etching step is that excessive etching is performed for a sufficient time to prevent incomplete etching of the silicon nitride film, The field oxide film formed during the partial oxidation process for insulation is prevented from being consumed and the silicon substrate is prevented from being damaged.
상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 반도체 장치의 제조시에 마스크로 사용된 실리콘 나이트라이드막을 그 표면에 형성된 산화 박막과 함께 파티클에 의한 오염 가능성이 없이 간단한 공정 및 설비에 의하여 효율적으로 제거할 수 있다.As described above, according to the preferred embodiment of the present invention, the silicon nitride film used as a mask in manufacturing a semiconductor device is efficiently etched by a simple process and equipment without possibility of contamination by particles together with an oxide thin film formed on the surface thereof Can be removed.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is possible.
Claims (2)
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| KR1019960031188A KR980012057A (en) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | Method for Removing Silicon Nitride Film from Semiconductor Device |
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| KR1019960031188A KR980012057A (en) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | Method for Removing Silicon Nitride Film from Semiconductor Device |
Publications (1)
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| KR980012057A true KR980012057A (en) | 1998-04-30 |
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| KR1019960031188A KR980012057A (en) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | Method for Removing Silicon Nitride Film from Semiconductor Device |
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| KR (1) | KR980012057A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100479300B1 (en) * | 1998-02-05 | 2005-07-07 | 삼성전자주식회사 | Tc Condenser Chemicals |
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1996
- 1996-07-29 KR KR1019960031188A patent/KR980012057A/en not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR100479300B1 (en) * | 1998-02-05 | 2005-07-07 | 삼성전자주식회사 | Tc Condenser Chemicals |
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