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公開番号2024164667
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-27
出願番号2023080322
出願日2023-05-15
発明の名称エッチング液、エッチング方法及び半導体素子の製造方法
出願人東京応化工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/308 20060101AFI20241120BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シリコンゲルマニウムに対する、このシリコンゲルマニウムよりもゲルマニウム濃度が高いSi_1-xGe_xで表される化合物(xは0.25以上1以下である)のエッチングの選択性が優れるエッチング液、該エッチング液を用いたエッチング方法、及び該エッチング液を用いた半導体素子の製造方法を提供する。
【解決手段】酸化剤と、フッ化物と、下記式(1)で表される化合物と、溶媒としてのカルボン酸と、水とを含む、エッチング液とする。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>TIFF</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2024164667000008.tif</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">22</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">134</com:WidthMeasure> </com:Image> (式(1)中、R¹及びR²は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、フルオロアルキル基、又はアルコキシ基を表し、R³及びR⁴は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルキル基、フルオロアルキル基、又はアルコキシ基を表す。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸化剤と、フッ化物と、下記式（１）で表される化合物と、溶媒としてのカルボン酸と、水とを含む、エッチング液。
TIFF
2024164667000007.tif
23
134
（式（１）中、Ｒ
１
及びＲ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、フルオロアルキル基、又はアルコキシ基を表し、Ｒ
３
及びＲ
４
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルキル基、フルオロアルキル基、又はアルコキシ基を表す。）
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記溶媒としてのカルボン酸の質量に対する、前記式（１）で表される化合物の質量の比（式（１）で表される化合物の質量／溶媒としてのカルボン酸の質量）は、０．１０以上０．２５以下である、請求項１に記載のエッチング液。
【請求項３】
前記式（１）で表される化合物の質量は、前記エッチング液の質量に対して８．５質量％以上２０質量％以下であり、
前記溶媒としてのカルボン酸の質量は、前記エッチング液の質量に対して７０質量％以上９８質量％以下である、請求項１に記載のエッチング液。
【請求項４】
前記酸化剤が、硝酸及び過酸化水素の少なくとも一方を含む、請求項１に記載のエッチング液。
【請求項５】
前記フッ化物が、ヘキサフルオロケイ酸及びフッ化水素の少なくとも一方を含む、請求項１に記載のエッチング液。
【請求項６】
Ｓｉ
１－ｘ
Ｇｅ
ｘ
で表される化合物（ｘは０．２５以上１以下である）をエッチングするエッチング液である、請求項１に記載のエッチング液。
【請求項７】
Ｓｉ
１－ｘ
Ｇｅ
ｘ
で表される化合物（ｘは０．２５以上１以下である）を含む被処理体のエッチング方法であって、
請求項１～６のいずれか１項に記載のエッチング液を、前記Ｓｉ
１－ｘ
Ｇｅ
ｘ
で表される化合物に接触させることにより、前記Ｓｉ
１－ｘ
Ｇｅ
ｘ
で表される化合物をエッチングする、エッチング工程を有する、エッチング方法。
【請求項８】
前記被処理体が、前記Ｓｉ
１－ｘ
Ｇｅ
ｘ
で表される化合物からなる第一ＳｉＧｅ領域と、Ｓｉ
１－ｙ
Ｇｅ
ｙ
で表される化合物（ｙは、０以上且つｘよりも小さい値である）からなる第二ＳｉＧｅ領域とを含む基板である、請求項７に記載のエッチング方法。
【請求項９】
請求項１～６のいずれか１項に記載のエッチング液を用いて、Ｓｉ
１－ｘ
Ｇｅ
ｘ
で表される化合物（ｘは０．２５以上１以下である）を含む被処理体をエッチングするエッチング工程を含む、半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体素子が、ゲートオールアラウンド型トランジスタである、請求項９に記載の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、エッチング液、エッチング方法及び半導体素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、集積回路内の構成のスケーリングは、半導体チップ上の機能ユニットの高密度化を可能にしてきた。例えば、トランジスタサイズの縮小は、より多くのメモリ素子をチップ上に取り込むことを可能にし、容量が増えた製品の製造につながる。
【０００３】
集積回路デバイスのための電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の製造において、シリコン以外の半導体結晶材料としては、Ｇｅが用いられている。Ｇｅは、高い電荷キャリア（正孔）移動度、バンドギャップオフセット、異なる格子定数、及びシリコンとの合金になって、ＳｉＧｅの半導体二元合金を生成する能力等、場合によってはシリコンに比べて有利ないくつかの特徴を持つ。
【０００４】
Ｇｅ材料は、種々の半導体素子、例えば、ゲートオールアラウンド型トランジスタ（ＧＡＡ（Gate All Around）型ＦＥＴ）で用いられている。ゲートオールアラウンド型トランジスタは、ナノシートやナノワイヤー等のチャネルがゲートで覆われた構造を有し、トランジスタの性能の向上や微細化を進めることができる。
ゲートオールアラウンド型トランジスタを製造する際には、シリコンとシリコンゲルマニウムが交互に積層された構造体から、シリコンゲルマニウムを選択的にエッチングすることで、シリコンゲルマニウムの少なくとも一部を除去する。
このようなエッチングで用いるエッチング液として、酸化剤（Ａ）及び有機酸（Ｂ）を含む、シリコンに対してシリコンゲルマニウムを選択的に溶解するエッチング組成物であって、酸化剤（Ａ）が硝酸を含み、有機酸（Ｂ）の含有率が、エッチング組成物１００質量％中、５０質量％以上である、エッチング組成物が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－９４６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゲートオールアラウンド型トランジスタを製造する際には、シリコンゲルマニウムと、このシリコンゲルマニウムよりもゲルマニウムの濃度が高いシリコンゲルマニウムとが、交互に積層された構造体から、ゲルマニウムの濃度が高いシリコンゲルマニウムを選択的にエッチングすることで、ゲルマニウムの濃度が高いシリコンゲルマニウムの少なくとも一部を除去する場合がある。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来のエッチング液を用いて、シリコンゲルマニウムと、このシリコンゲルマニウムよりもゲルマニウムの濃度が高いシリコンゲルマニウムとをエッチングした場合、シリコンゲルマニウムに対する、このシリコンゲルマニウムよりもゲルマニウムの濃度が高いシリコンゲルマニウムのエッチングの選択性が不十分であるという問題があった。
このため、シリコンゲルマニウムに対する、このシリコンゲルマニウムよりもゲルマニウムの濃度が高いシリコンゲルマニウムのエッチングの選択性が優れるエッチング液が望まれる。
なお、上記のエッチングの選択性の問題は、ゲートオールアラウンド型トランジスタを製造する際の、ゲルマニウムの濃度が高いシリコンゲルマニウムのエッチングに限られず、種々の半導体素子等を製造する際のＳｉ
１－ｘ
Ｇｅ
ｘ
で表される化合物（ｘは０．２５以上１以下である）のエッチングにおいても同様に存在する。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、シリコンゲルマニウムに対する、このシリコンゲルマニウムよりもゲルマニウム濃度が高いＳｉ
１－ｘ
Ｇｅ
ｘ
で表される化合物（ｘは０．２５以上１以下である）のエッチングの選択性が優れるエッチング液、該エッチング液を用いたエッチング方法、及び該エッチング液を用いた半導体素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、酸化剤と、フッ化物と、下記式（１）で表される化合物と、溶媒としてのカルボン酸と、水とを含む、エッチング液により、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１０】
［１］酸化剤と、フッ化物と、下記式（１）で表される化合物と、溶媒としてのカルボン酸と、水とを含む、エッチング液。
TIFF
2024164667000001.tif
21
134
（式（１）中、Ｒ
１
及びＲ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、フルオロアルキル基、又はアルコキシ基を表し、Ｒ
３
及びＲ
４
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルキル基、フルオロアルキル基、又はアルコキシ基を表す。）
（【００１１】以降は省略されています）

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