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公開番号2024035837
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-14
出願番号2023142764
出願日2023-09-04
発明の名称基板処理方法
出願人テスカンパニー、リミテッド
代理人個人
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20240307BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シリコン窒化物層の湿式エッチングの際、再成長酸化物が生成されるようにする代わりに、後工程において、乾式エッチング方法で再成長酸化物を除去する基板処理方法を提供する。
【解決手段】シリコン酸化物層とシリコン窒化物層とが積層された基板におけるシリコン窒化物層を選択的にエッチングする基板処理方法であって、リン酸系エッチング液を用いて、前記シリコン窒化物層を湿式エッチングするステップと、エッチングガスを用いて、前記湿式エッチングステップにおいて前記シリコン酸化物層表面に生成された再成長酸化物を乾式エッチングするステップと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シリコン酸化物層とシリコン窒化物層とが積層された基板における前記シリコン窒化物層を選択的にエッチングする基板処理方法において、
（ａ）リン酸系エッチング液を用いて、前記シリコン窒化物層を湿式エッチングするステップと、このとき、シリコン酸化物層表面に再成長酸化物が生成される；
（ｂ）エッチングガスを用いて、上記（ａ）ステップにおいて前記再成長酸化物を乾式エッチングするステップと、を含むことを特徴とする、
基板処理方法。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
上記（ｂ）ステップにおいて、前記エッチングガスは、フッ化水素とアンモニアとを含むことを特徴とする、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記フッ化水素の流量は、２０～６０ｓｃｃｍであり、
前記アンモニアの流量は、４０ｓｃｃｍ以下であることを特徴とする、
請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
上記（ｂ）ステップにおいて、前記エッチングガスは、フッ化水素からなることを特徴とする、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記フッ化水素の流量は、２０～６０ｓｃｃｍであることを特徴とする、
請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
上記（ｂ）ステップは、８０～１２０℃の基板温度で行われることを特徴とする、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項７】
上記（ｂ）ステップは、０．３～１．０Ｔｏｒｒの工程圧力で行われることを特徴とする、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項８】
シリコン酸化物層表面の、前記シリコン酸化物層の密度より低密度を有する再成長酸化物を選択的にエッチングする、基板処理方法において、
エッチングガスを用いて、前記再成長酸化物を乾式エッチングするステップを含むことを特徴とする、
基板処理方法。
【請求項９】
前記エッチングガスは、フッ化水素とアンモニアとを含むことを特徴とする、
請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記フッ化水素の流量は、２０～６０ｓｃｃｍであり、
前記アンモニアの流量は、４０ｓｃｃｍ以下であることを特徴とする、
請求項９に記載の基板処理方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法に関する。より詳細は、リン酸系エッチング液を用いたシリコン窒化物層の湿式エッチング中に、シリコン酸化物層のコーナーに生成された再成長酸化物を効率良く除去することができる、基板処理方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子が微細化するにつれて、半導体素子は、高集積化しつつある。シリコン窒化膜は、化学的に安定的な特性を有している誘電膜又は絶縁膜として使用されるため、メモリ素子の基本的な素子分離工程のみならず、コンタクト（Ｃｏｎｔａｃｔ）工程やキャッピング（Ｃａｐｐｉｎｇ）工程において、サイドウォール（Ｓｉｄｅｗａｌｌ）素材として使用されるなど、ＤＲＡＭ及びＦＬＡＳＨＭｅｍｏｒｙ製造工程で広範囲に使用されている。
【０００３】
一方、半導体素子の製造に際して、基板上にシリコン酸化物層及びシリコン窒化物層が交互に多層形成される場合がある。この場合、シリコン窒化物層を選択的にエッチングするためには、シリコン酸化物層に比べ、高いエッチング選択比を有するエッチング液を適用しなければならない。
【０００４】
従来、シリコン酸化物層に比べ、高いエッチング選択比を有するエッチング液としては、リン酸系エッチング液が知られている。リン酸系エッチング液を用いたシリコン窒化物層のエッチングは、湿式エッチングに該当する。
【０００５】
リン酸系エッチング液を用いたシリコン窒化物層の湿式エッチングは、下記の反応式１による反応を伴い、高温で行われることが知られている。
【０００６】
［反応式１］
３Ｓｉ
３
Ｎ
４
＋２７Ｈ
２
Ｏ＋４Ｈ
３
ＰＯ
４
⇔４（ＮＨ
４
）
３
ＰＯ
４
＋９Ｈ
２
ＯＳｉＯ
２
【０００７】
このとき、リン酸系エッチング液を用いたシリコン窒化物層の湿式エッチング中に、シリコン酸化物層のコーナー部分で発生する再成長酸化物（ＲｅｇｒｏｗｔｈＯｘｉｄｅ）の生成が問題とされる。
【０００８】
図１は、湿式エッチング時間が経過するにつれて、再成長酸化物の生成及び厚さの増加を概略的に示したものである。
【０００９】
これら再成長酸化物は、後続工程に影響を及ぼして、最終的に製造される半導体素子の電気的特性を低下させる要因であることが知られている。
【００１０】
一般的に、リン酸系エッチング液にシリコン系化合物が添加剤として含まれることで、再成長酸化物が生成されることが知られている。これを解決するため現在までの方法は、リン酸系エッチング液に含まれる添加剤の調整などによって、シリコン窒化物層の湿式エッチング中に、再成長酸化物の生成自体を抑制することが提案されている（例えば、ＫＲ１０－２３２５９０５Ｂ、ＫＲ１０－２０１９－００９６７８５Ａ）。しかし、この方法の場合、シリコン窒化物層に対する湿式エッチング工程時間が非常に長くなるという短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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