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公開番号2025154492
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024057533
出願日2024-03-29
発明の名称シリコンエッチング抑制剤、エッチング液、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 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シリコンエッチングを抑制できるシリコンエッチング抑制剤、並びに該シリコンエッチング抑制剤を含むエッチング液、該シリコンエッチング液を用いた基板の処理方法及び半導体素子の製造方法を提供する。
【解決手段】複数のカチオン部を有し、該複数のカチオン部間に疎水性部を有する化合物から成る、シリコンエッチング抑制剤。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
複数のカチオン部を有し、該複数のカチオン部間に疎水性部を有する化合物から成る、シリコンエッチング抑制剤。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記化合物が、ジカチオン、又はトリカチオンである、請求項１に記載のシリコンエッチング抑制剤。
【請求項３】
前記疎水性部が、４個以上の炭素原子を含む、請求項１又は２に記載のシリコンエッチング抑制剤。
【請求項４】
前記複数のカチオン部は、少なくとも第４級アンモニウムカチオンを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のシリコンエッチング抑制剤。
【請求項５】
硫酸及び有機酸からなる群から選択される１種以上の酸、ホウ素化合物、請求項１～４のいずれか１項に記載のシリコンエッチング抑制剤、及び水を含み、
前記シリコンエッチング抑制剤の濃度が、０．００５質量％以上１０質量％以下である、
シリコン窒化物のエッチング液。
【請求項６】
前記酸の２５℃におけるｐＫaが、－５以上２以下である、請求項５に記載のシリコン
窒化物のエッチング液。
【請求項７】
前記酸の１気圧における沸点及び分解温度の少なくともいずれかが、１５０℃以上４００℃以下である、請求項５又は６に記載のシリコン窒化物のエッチング液。
【請求項８】
シリコン窒化物を含む基板の処理方法であって、
請求項５～７のいずれか１項に記載のエッチング液を用いて、シリコン窒化物をエッチングするエッチング工程を含む、基板の処理方法。
【請求項９】
前記基板が、さらに、シリコンおよびシリコン酸化物の少なくともいずれかを含み、
前記エッチング工程が、前記エッチング液を用いて、シリコンおよびシリコン酸化物の少なくともいずれかに対してシリコン窒化物を選択的にエッチングする工程である、請求項８に記載の基板の処理方法。
【請求項１０】
シリコン窒化物を含む基板を用いた半導体素子の製造方法であって、
請求項５～７のいずれか１項に記載のシリコン窒化物のエッチング液を用いて、シリコン窒化物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、シリコンエッチング抑制剤、エッチング液、基板の処理方法及び半導体素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体分野では、半導体素子の材料としてシリコンが広く用いられている。半導体素子の製造では、複雑な電路を精度よく設計するためにエッチング技術が利用されており、該技術により所望の材料を任意の形状に加工することができる。シリコンを含む半導体素子の製造においては、例えば、シリコン膜と、他の材料からなる膜との積層体を成形した後、他の材料からなる膜の一部又は全部を除去するエッチング処理が行われる。
【０００３】
近年の半導体のデバイスや素子の分野、具体的には、３Ｄ－ＮＡＮＤフラッシュメモリーや、ＧＡＡ（Ｇａｔｅａｌｌａｒｏｕｎｄ）と呼ばれる構造のトランジスタ等の分野では、製品の小型化の需要が高まっており、より精密に加工できるエッチング処理の開発が積極的に行われている。
具体的に、例えば、エッチング処理により除去される対象の材料を効率的にエッチングできるエッチング処理液の開発が行われている。特許文献１には、水、酸化剤、水混和性有機溶媒、フッ化物イオン源を含むエッチング液を用いることにより、シリコン－ゲルマニウムのエッチング速度を向上させ、シリコンに対してシリコン－ゲルマニウムを選択的に除去することができる技術が開示されている。
また、エッチング処理方法に関する開発も行われており、特許文献２には、シリコン基板等の基板上に形成されたシリコン酸化膜を選択的にエッチングできるガスであって、少なくとも一つ以上の不飽和結合および／またはエーテル結合を有し、かつ、臭素原子を有する、炭素数３又は４のフルオロカーボンを含有するプラズマエッチングガスに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－５０３６５号公報
国際公開第２０１２／１２４７２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、シリコン基板等を精密に加工するための技術開発として、エッチング対象物質のエッチング効率を上げる方法の開発が行われている。一方で、エッチング対象物質とともに用いられるシリコン自体のエッチングを抑制するための技術はほとんど検討されておらず、改善の余地が残されていた。
【０００６】
そこで、本発明は、シリコンエッチングを抑制できるシリコンエッチング抑制剤、並びに該シリコンエッチング抑制剤を含むエッチング液、該シリコンエッチング液を用いた基板の処理方法及び半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を行った。その結果、複数のカチオン部を有する化合物から成るカチオン性化合物を用いることにより、シリコンエッチングを抑制できることを見出した。
【０００８】
項１複数のカチオン部を有し、該複数のカチオン部間に疎水性部を有する化合物から成る、シリコンエッチング抑制剤。
項２前記化合物が、ジカチオン、又はトリカチオンである、項１に記載のシリコンエッチング抑制剤。
項３前記疎水性部が、４個以上の炭素原子を含む、項１又は２に記載のシリコンエッチング抑制剤。
項４前記複数のカチオン部は、少なくとも第４級アンモニウムカチオンを含む、項１～３のいずれか１項に記載のシリコンエッチング抑制剤。
項５硫酸及び有機酸からなる群から選択される１種以上の酸、ホウ素化合物、項１～４のいずれか１項に記載のシリコンエッチング抑制剤、及び水を含み、
前記シリコンエッチング抑制剤の濃度が、０．００５質量％以上１０質量％以下である、
シリコン窒化物のエッチング液。
項６前記酸の２５℃におけるｐＫaが、－５以上２以下である、項５に記載のシリコン
窒化物のエッチング液。
項７前記酸の１気圧における沸点及び分解温度の少なくともいずれかが、１５０℃以上４００℃以下である、項５又は６に記載のシリコン窒化物のエッチング液。
項８シリコン窒化物を含む基板の処理方法であって、
項５～７のいずれか１項に記載のシリコン窒化物のエッチング液を用いて、シリコン窒化物をエッチングするエッチング工程を含む、基板の処理方法。
項９前記基板が、さらに、シリコンおよびシリコン酸化物の少なくともいずれかを含み、
前記エッチング工程が、前記エッチング液を用いて、シリコンおよびシリコン酸化物の少なくともいずれかに対してシリコン窒化物を選択的にエッチングする工程である、項８に記載の基板の処理方法。
項１０シリコン窒化物を含む基板を用いた半導体素子の製造方法であって、
項５～７のいずれか１項に記載のシリコン窒化物のエッチング液を用いて、シリコン窒化物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。
項１１前記基板が、さらに、シリコンおよびシリコン酸化物の少なくともいずれかを含み、
前記エッチング工程が、前記エッチング液を用いて、シリコンおよびシリコン酸化物の少なくともいずれかに対してシリコン窒化物を選択的にエッチングする工程である、項１０に記載の半導体素子の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シリコンエッチングを抑制できるシリコンエッチング抑制剤を提供することができる。また、該シリコンエッチング抑制剤を含むエッチング液、該シリコンエッチング液を用いた基板の処理方法及び半導体素子の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限りこれらの内容に限定されない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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