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公開番号2024086907
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-28
出願番号2024066142,2019221269
出願日2024-04-16,2019-12-06
発明の名称シリコンエッチング液及び該エッチング液を用いたシリコンデバイスの製造方法
出願人株式会社トクヤマ,株式会社SCREENホールディングス
代理人前田・鈴木国際特許弁理士法人
主分類H01L 21/308 20060101AFI20240621BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】薬液中の溶存酸素量の影響を抑えることが可能となり、溶存酸素濃度に関係なく一様なエッチング処理が可能となるシリコンエッチング液を提供する。
【解決手段】水酸化第4級アルキルアンモニウム、水および、特定のエーテル化合物のみから実質的になるシリコンエッチング液。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
水酸化第４級アルキルアンモニウム、水および、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、およびジプロピレングリコールジメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも一つのエーテル化合物のみから実質的になるシリコンエッチング液。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
水酸化第４級アルキルアンモニウムの濃度が０．１～２５質量％、前記エーテル化合物の濃度が０．１～２０質量％である請求項１に記載のシリコンエッチング液。
【請求項３】
シリコンウェハ、ポリシリコン膜およびアモルファスシリコン膜からなる群から選ばれる少なくとも１つをエッチングする工程を含むシリコンデバイスの製造方法において、エッチングを請求項１又は２に記載のシリコンエッチング液を用いて行うシリコンデバイスの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種シリコンデバイスを製造する際の表面加工、エッチング工程で使用されるシリコンエッチング液に関する。また、本発明は該エッチング液を用いたシリコンデバイスの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
酸化シリコン膜およびシリコン膜に対する選択性を考慮して、シリコンを用いた半導体の製造プロセスには、アルカリエッチングが用いられることがある。アルカリとしては、毒性が低く取り扱いが容易なＮａＯＨ、ＫＯＨ、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（以下、ＴＭＡＨともいう。）が単独で使用されている。中でもＴＭＡＨは、ＮａＯＨやＫＯＨを用いた場合と比較して酸化シリコン膜に対するエッチング速度がほぼ１桁低く、特に、マスク材料としてシリコン窒化膜と比べてより安価な酸化シリコン膜を使用する場合に、好適に使用されている。
【０００３】
半導体デバイスにおいて、メモリセルの積層化や、ロジックデバイスの緻密化により、エッチングに対する要求が厳しくなっている。シリコンのエッチングにおいては、シリコンエッチング液中の溶存酸素により、シリコンが酸化され、それに伴いエッチング速度が低下する。溶存酸素濃度によりシリコンの酸化量は異なるので、エッチング速度の低下の程度も溶存酸素濃度により異なることとなる。シリコンエッチング液中の溶存酸素濃度によるエッチング速度の変動は、基板の円周方向、パターンの深さ方向、装置の器差や工場の立地による環境の差、天候などによっても生じ、均一なエッチング処理ができない場合があるという問題点があった。
【０００４】
近年、半導体製造工程においてシリコンエッチングを利用した工程が多用されている。その工程の一例として、電荷蓄積型メモリを例にとり説明する。電荷蓄積型メモリは、たとえば図５に示すように、複数のポリシリコン膜Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と複数の酸化シリコン膜Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３を含む積層膜９１を有する基板Ｗを含み、その製造プロセスは積層膜９１のエッチング工程を含む。エッチングに際しては、基板Ｗに設けられた凹部９２にエッチング液を供給し、ポリシリコン膜Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を選択的にエッチングする。電荷蓄積型メモリは、ポリシリコン膜に電荷を蓄積することでメモリとして作動する。蓄積される電荷量は、ポリシリコン膜の体積に依存する。したがって、設計容量を実現するためには、ポリシリコン膜の体積を厳密に制御する必要がある。しかし、上記のように溶存酸素濃度によりエッチング速度が異なると、ポリシリコン膜を設計どおりの体積となるよう
にエッチングすることができず、デバイスの製造が困難になる。特に、近年、電荷蓄積型メモリは多層化されており、パターンの深さが数マイクロメートルにも及ぶ。そのため、ウエハ表面近傍の層と下層付近ではシリコンエッチング液中の溶存酸素濃度が異なり、深さ方向に対して設計通りにエッチングすることが困難である。
【０００５】
そこで、酸素の影響を受けるエッチングの工程では、処理雰囲気濃度を制御した処理装置などで酸素濃度を調整された環境でエッチング処理が実施されている。
【０００６】
また、ポリマー（レジスト残渣）除去の工程では、ポリマー除去液中の溶存酸素により基板上の金属膜が酸化されてしまい、生じた金属酸化膜がポリマー除去液でエッチングされることを防止するために、薬液中の溶存酸素量を調整する処理装置を用いて溶存した酸素量を低減した薬液を使用して処理が実施されている（特許文献１）。
【０００７】
特許文献２には、水酸化アルカリ、水およびポリアルキレンオキサイドアルキルエーテルを含む、太陽電池用シリコン基板のエッチング液が開示されている。特許文献３には、アルカリ化合物、有機溶剤、界面活性剤および水を含む太陽電池用シリコン基板のエッチング液が開示されている。特許文献３ではアルカリ化合物の一例として、ＴＭＡＨが例示され、有機溶剤としてポリアルキレンオキサイドアルキルエーテルが例示されているが、現実に使用されているアルカリ化合物は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムである。
【０００８】
特許文献４には、水酸化第４級アルキルアンモニウム、ノニオン界面活性剤および水を含む現像液が開示されている。ノニオン界面活性剤としてポリアルキレンオキサイドアルキルエーテルの例示はあるが、実際にはアセチレングリコール系のサーフィノール（商品名）などの界面活性能の高いノニオン界面活性剤が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００６－２６９６６８号公報
特開２０１０－１４１１３９号公報
特開２０１２－２２７３０４号公報
ＷＯ２０１７／１６９８３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、特許文献１の処理装置では、均一なエッチング処理を実施するために処理雰囲気の酸素濃度と薬液の溶存酸素濃度を緻密に制御する必要がある。そのため、エッチング処理を実施するのに処理装置の緻密な調整やそのための技術が必要となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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