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公開番号2024152684
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2024063777
出願日2024-04-11
発明の名称半導体用処理液、該半導体用処理液を用いた基板の処理方法及び半導体素子の製造方法
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 20060101AFI20241018BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】SiCNを処理できる半導体用処理液等を提供すること。
【解決手段】硝酸化合物、沸点が105℃以上の酸、および水を含有する、SiCNの半導体用処理液を提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
硝酸化合物、沸点が１０５℃以上の酸、および水を含有する、ＳｉＣＮの半導体用処理液。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記硝酸化合物が、硝酸塩及び亜硝酸塩から成る群から選択される１種以上である、請求項１に記載の半導体用処理液。
【請求項３】
前記半導体用処理液における前記硝酸化合物の濃度が、０．１質量％以上２０質量％以下である、請求項１又は２に記載の半導体用処理液。
【請求項４】
前記硝酸化合物が、硝酸アンモニウム、及び第四級硝酸アルキルアンモニウムから成る群から選択される１種以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の半導体用処理液。
【請求項５】
前記沸点が１０５℃以上の酸が、リン酸、硫酸、硝酸、塩酸、ホウ酸、テトラフルオロホウ酸、及び有機酸から成る群から選択される１種以上の酸である、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体用処理液。
【請求項６】
前記半導体用処理液が、ＳｉＣＮのエッチング液である、請求項１～５のいずれか一項に記載の半導体用処理液。
【請求項７】
ＳｉＯ
２
面およびＳｉＣＮ面を有する基板に、請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体用処理液を接触させ、前記ＳｉＣＮ面を選択的にエッチングする基板の処理方法。
【請求項８】
前記エッチングを１０５℃以上２００℃以下の範囲で行う、請求項７に記載の基板の処理方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の基板の処理方法を製造工程中に含む、半導体素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣＮ（炭窒化ケイ素）を処理する半導体用処理液に関する。また、本発明は該半導体用処理液を用いた基板の処理方法に関する。また、本発明は該半導体用処理液を用いた半導体素子の製造方法に関する。なお、基板には、半導体ウエハ、又はシリコン基板などが含まれる。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造工程では種々の材料が用いられているが、その中でＳｉＮ（窒化ケイ素）やＳｉＣＮは、銅拡散バリア膜、パッシベーション膜、エッチストップ膜、表面保護膜、ガスバリア膜など様々な分野に有用であることが知られており、シリコンウエハやその加工体等の基材上に、ＳｉＮ膜（窒化ケイ素膜、シリコン窒化膜）やＳｉＣＮ膜（炭窒化ケイ素膜、シリコン炭窒化膜）を形成させ用いられている。ここでＳｉＣＮとは、例えば非特許文献１に示すようにケイ素、炭素、窒素の骨格からなる化合物にさらに水素や酸素を含む化合物も含む。
【０００３】
半導体のパターン形成においては、基板上に形成されたＳｉＮ膜やＳｉＣＮ膜を、ＳｉまたはＳｉО
２
に対して選択的にエッチングする工程が必要な場合がある。
【０００４】
ＳｉＮのエッチングには、一般的にリン酸水溶液が用いられている。しかしながら、ＳｉＣＮはＳｉＮと異なりリン酸水溶液ではほとんどエッチングされず、特にＳｉＣＮ中の炭素含有量が多いほどエッチングされにくくなる。
【０００５】
ＳｉＣＮをエッチングする方法に関しては、酸化剤、フッ素化合物、水を含む組成物を用いる方法が提案されているが（特許文献１）、実施例に記載されているＳｉＣＮのエッチング速度は２５０Å／３０ｍｉｎ未満であり、十分な速度は出ていない。またこのような組成物は、酸化ケイ素膜（ＳｉＯ
２
膜、シリコン酸化膜）もエッチングしてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－０４９１４５号公報
【非特許文献】
【０００７】
ECS Journal of Solid State Science and Technology, 8 (6) P346-P350 (2019)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
半導体素子の製造において、ＳｉＣＮの使用はより優れた性能を与えるが、上述のように特にＳｉＣＮを溶かす処理ができる、具体的にはＳｉＣＮをエッチングできる半導体用処理液が存在せず、その使用場面は極めて限られたものであった。したがって本発明の目的は、ＳｉＣＮの半導体用処理液、該半導体用処理液を接触させる工程を含む基板の処理方法、及び該基板の処理方法を含む半導体素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題に鑑み、ＳｉＣＮを溶かす処理を行える組成物について鋭意検討した。その結果、従来からＳｉＮのエッチングに使用されていた、リン酸などの沸点が１
０５℃以上の酸に、さらに硝酸化合物を含有させることにより、ＳｉＣＮのエッチング速度を向上させることができることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち本発明は、以下を要旨とする。なお、本明細書において、ＳｉＣＮの半導体用処理液とは、ＳｉＣＮを有する半導体を溶かす処理を行うための溶液である。
［１］硝酸化合物、沸点が１０５℃以上の酸、および水を含有する、ＳｉＣＮの半導体用処理液。
［２］前記硝酸化合物が硝酸塩及び亜硝酸塩から成る群から選択される１種以上である、[１]に記載の半導体用処理液。
[３] 前記半導体用処理液における前記硝酸化合物の濃度が、０．１質量％以上２０質量％以下である、[１]又は[２]に記載の半導体用処理液。
［４］前記硝酸化合物が、硝酸アンモニウム、及び第四級硝酸アルキルアンモニウムから成る群から選択される１種以上である、[１]～[３]のいずれか一項に記載の半導体用処理液。
[５] 前記沸点が１０５℃以上の酸が、リン酸、硫酸、硝酸、塩酸、ホウ酸、テトラフルオロホウ酸、及び有機酸から成る群から選択される１種以上の酸である、[１]～[４]のいずれか一項に記載の半導体用処理液。
［６］前記半導体用処理液が、ＳｉＣＮのエッチング液である、［１］～［５］のいずれか一項に記載の半導体用処理液。
[７] ＳｉＯ
２
面およびＳｉＣＮ面を有する基板に、[１]～[６]のいずれか一項に記載の半導体用処理液を接触させ、前記ＳｉＣＮ面を選択的にエッチングする基板の処理方法。［８］前記エッチングを１０５℃以上２００℃以下の範囲で行う、[７]に記載の基板の処理方法。
[９] [７]又は[８]に記載の基板の処理方法を製造工程中に含む、半導体素子の製造方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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