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公開番号2024091602
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2023217011
出願日2023-12-22
発明の名称シリコンエッチング液、シリコン基板の処理方法および半導体デバイスの製造方法
出願人株式会社トクヤマ
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類H01L 21/308 20060101AFI20240627BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】新たな技術的構成による、高いシリコンエッチング速度をもつ新規なエッチング液を提供することを課題とする。
【解決手段】アルカリ性有機化合物及び水を含むシリコンエッチング液であって、
さらに、下記式(1)で表される化合物を含み、前記式(1)で示される化合物の含有量が100質量ppm以上である、シリコンエッチング液。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>TIFF</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2024091602000006.tif</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">32</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">170</com:WidthMeasure> </com:Image> (式(1)において、R¹は、単結合、または炭素数1～5の炭化水素基であり、R²およびR³は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、アセチル基、カルボキシ基、シリル基、ボリル基、ニトリル基、チオ基、セレノ基、または炭素数1～10の炭化水素基であり、これらの基はさらに置換基を有していてもよい。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
アルカリ性有機化合物及び水を含むシリコンエッチング液であって、
さらに、下記式（１）で表される化合物を含み、前記式（１）で示される化合物の含有量が１００質量ｐｐｍ以上である、シリコンエッチング液。
TIFF
2024091602000005.tif
32
170
（式（１）において、Ｒ
１
は、単結合、または炭素数１～５の炭化水素基であり、Ｒ
２
およびＲ
３
は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、アセチル基、シリル基、ボリル基、ニトリル基、チオ基、セレノ基、または炭素数１～１０の炭化水素基であり、これらの基はさらに置換基を有していてもよい。）
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記シリコンエッチング液のｐＨが１０．０以上１４．０以下である、請求項１に記載のシリコンエッチング液。
【請求項３】
前記Ｒ
１
が単結合である、請求項１又は２に記載のシリコンエッチング液。
【請求項４】
前記Ｒ
２
およびＲ
３
が、それぞれ独立して、水素原子、またはヒドロキシ基である、請求項１又は２に記載のシリコンエッチング液。
【請求項５】
前記アルカリ性有機化合物が、水酸化第四級アンモニウムである、請求項１又は２に記載のシリコンエッチング液。
【請求項６】
シリコンウェハ、シリコン単結晶膜、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択される少なくとも１つのシリコン材料を含むシリコン基板の処理方法であって、
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、前記シリコン材料をエッチングする工程を含む、シリコン基板の処理方法。
【請求項７】
シリコンウェハ、シリコン単結晶膜、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択される少なくとも１つのシリコン材料を含むシリコン基板を有する半導体デバイスの製造方法であって、
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前記シリコン材料をエッチングする工程を含む、半導体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。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
シリコン（Ｓｉ）は、その優れた機械特性、および電気特性から様々な分野に応用されている。機械特性を利用して、バルブ；ノズル；プリンタ用ヘッド；又は流量、圧力もしくは加速度等の各種物理量を検知するための半導体センサ（例えば半導体圧力センサのダイヤフラム又は半導体加速度センサのカンチレバーなど）等に応用されている。また、電気特性を利用して、金属配線の一部、又はゲート電極等の材料としてメモリデバイスやロジックデバイス等といった種々の半導体デバイスに応用されている。
【０００３】
半導体デバイスの製造におけるシリコンの加工は、主にエッチング処理により行われる。エッチング方法としては、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）もしくはＡＬＥ（原子層エッチング）等のドライエッチング、又は酸性水溶液もしくはアルカリ性水溶液によるウェットエッチングがある。ウェットエッチングは、加工の微細性の点ではドライエッチングには劣る場合が多いものの、同時に加工できる面積が広いため、また同時に複数枚のウェハを処理できるため生産性の点ではドライエッチングに優っており、中でもアルカリ性水溶液によるウェットエッチングは、不要なシリコン層全体をエッチングにより除去する場合等、生産性が重視されるプロセスにおいて好適に用いられている。
【０００４】
生産性が高い、すなわちシリコンを高速で除去できるエッチング液はいくつか提案されている。例えば、アルカリ化合物と酸化剤とフッ酸化合物とを水中に含有させ、そのｐＨを１０以上に調液したエッチング薬液が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－１３５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、ウェットエッチング工程の生産性はエッチング速度を上昇させることで改善する。そして半導体チップ等の生産においては、シリコンをウェットエッチングする場合でも、製造する半導体チップの構造等により、常に同じようなエッチング剤が適用できるとは限らず、状況に応じて選択ができるよう技術の豊富化が求められている。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、新たな技術的構成による、高いシリコンエッチング速度をもつ新規なエッチング液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するため、鋭意検討を行った。そして、特定の構造を有する化合物とアルカリ性有機化合物と水とを含むシリコンエッチング液を用いることによりシリコンエッチング速度が飛躍的に上昇することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち本発明は、本発明の構成は以下の通りである。
項１アルカリ性有機化合物及び水を含むシリコンエッチング液であって、
さらに、下記式（１）で表される化合物を含み、前記式（１）で示される化合物の含有量が１００質量ｐｐｍ以上である、シリコンエッチング液。
TIFF
2024091602000001.tif
32
170
（式（１）において、Ｒ
１
は、単結合、または炭素数１～５の炭化水素基であり、Ｒ
２
およびＲ
３
は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、アセチル基、カルボキシ基、シリル基、ボリル基、ニトリル基、チオ基、セレノ基、または炭素数１～１０の炭化水素基であり、これらの基はさらに置換基を有していてもよい。）項２前記シリコンエッチング液のｐＨが１０．０以上１４．０以下である、項１に記載のシリコンエッチング液。
項３前記Ｒ
１
が単結合である、項１又は２に記載のシリコンエッチング液。
項４前記Ｒ
２
およびＲ
３
が、それぞれ独立して、水素原子、またはヒドロキシ基である、項１～３のいずれか１項に記載のシリコンエッチング液。
項５前記アルカリ性有機化合物が、水酸化第四級アンモニウムである、項１～４のいずれか１項に記載のシリコンエッチング液。
項６シリコンウェハ、シリコン単結晶膜、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択される少なくとも１つのシリコン材料を含むシリコン基板の処理方法であって、
項１～５のいずれか１項に記載のシリコンエッチング液を用いて、前記シリコン材料をエッチングする工程を含む、シリコン基板の処理方法。
項７シリコンウェハ、シリコン単結晶膜、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択される少なくとも１つのシリコン材料を含むシリコン基板を有する半導体デバイスの製造方法であって、
項１～５のいずれか１項に記載のシリコンエッチング液を用いて前記シリコン材料をエッチングする工程を含む、半導体デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、新たな技術的構成による、高いシリコンエッチング速度をもつ新規なエッチング液を提供することができる。そのため、処理対象の材質などにより、従来からある高速化技術（エッチング液）を適用しにくい場合などでも、本発明により高速でエッチングすることが可能である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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