硅蚀刻液、硅基板的处理方法和半导体器件的制造方法与流程

本发明涉及制造各种硅器件时的表面加工、蚀刻工序中使用的硅蚀刻液。

背景技术：

1、硅(si)由于其优异的机械特性、和电特性而被用于各种领域。利用机械特性，被用于阀；喷嘴；打印机用头；或用于检测流量、压力或加速度等各种物理量的半导体传感器(例如半导体压力传感器的隔膜或半导体加速度传感器的悬臂等)等。另外，利用电特性，作为金属布线的一部分、或栅电极等的材料被用于存储器器件、逻辑器件等这样的各种半导体器件。

2、半导体器件的制造中的硅的加工主要通过蚀刻处理而进行。作为蚀刻方法，有rie(反应性离子蚀刻)或ale(原子层蚀刻)等干式蚀刻、或者基于酸性水溶液或碱性水溶液的湿式蚀刻。湿式蚀刻在加工的微细性的方面大多情况下比干式蚀刻还差，但能同时加工的面积广，并且能同时对多张晶圆进行处理，因此，在生产率的方面，比干式蚀刻还优异，其中，基于碱性水溶液的湿式蚀刻适合用于通过蚀刻去除不需要的硅层整体的情况等重视生产率的工艺。

3、提出了几种生产率高、即能以高速去除硅的蚀刻液。例如提出了如下蚀刻化学溶液：其是使碱化合物、氧化剂和氢氟酸化合物在水中含有，并将其ph调配至10以上而得到的(参照专利文献1)。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2013-135081号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、通常，湿式蚀刻工序的生产率通过使蚀刻速度上升来改善。而且，半导体芯片等的生产中，所需要的是下述那样的技术拓宽：即使是对硅进行湿式蚀刻的情况下，针对要制造的半导体芯片的结构等的不同也都可以应用相同的蚀刻剂，不仅于此还可以根据情况进行选择。

3、因此，本发明的目的在于提供：基于新的技术特征的、具有高的硅蚀刻速度的新型的蚀刻液。

4、用于解决问题的方案

5、本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究。然后发现：通过使用包含具有特定结构的化合物、碱性有机化合物和水的硅蚀刻液，从而硅蚀刻速度飞跃性地上升，至此完成了本发明。

6、即，本发明的本发明的构成如以下所述。

7、项1一种硅蚀刻液，其包含碱性有机化合物和水，

8、所述硅蚀刻液还包含下述式(1)所示的化合物，前述式(1)所示的化合物的含量为100质量ppm以上。

9、

10、(式(1)中，r1为单键、或碳数1～5的烃基，r2和r3各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、氨基、乙酰基、羧基、甲硅烷基、硼基、腈基、硫基、硒基、或碳数1～10的烃基，这些基团任选还具有取代基。)

11、项2根据项1所述的硅蚀刻液，其中，前述硅蚀刻液的ph为10.0以上且14.0以下。

12、项3根据项1或2所述的硅蚀刻液，其中，前述r1为单键。

13、项4根据项1～3中任一项所述的硅蚀刻液，其中，前述r2和r3各自独立地为氢原子、或羟基。

14、项5根据项1～4中任一项所述的硅蚀刻液，其中，前述碱性有机化合物为氢氧化季铵。

15、项6一种硅基板的处理方法，所述硅基板包含选自由硅晶圆、单晶硅膜、多晶硅膜、和非晶硅膜组成的组中的至少1种硅材料，

16、所述硅基板的处理方法包括如下工序：

17、使用项1～5中任一项所述的硅蚀刻液，对前述硅材料进行蚀刻。

18、项7一种半导体器件的制造方法，所述半导体器件具有包含选自由硅晶圆、单晶硅膜、多晶硅膜、和非晶硅膜组成的组中的至少1种硅材料的硅基板，

19、所述半导体器件的制造方法包括如下工序：

20、使用项1～5中任一项所述的硅蚀刻液，对前述硅材料进行蚀刻。

21、发明的效果

22、根据本发明，可以提供：基于新的技术特征的、具有高的硅蚀刻速度的新型的蚀刻液。因此，在由于处理对象的材质等的不同而难以应用迄今为止的一些高速化技术(蚀刻液)的情况等下，根据本发明也可以以高速进行蚀刻。

技术特征：

1.一种硅蚀刻液，其包含碱性有机化合物和水，

2.根据权利要求1所述的硅蚀刻液，其中，所述硅蚀刻液的ph为10.0以上且14.0以下。

3.根据权利要求1或2所述的硅蚀刻液，其中，所述r1为单键。

4.根据权利要求1或2所述的硅蚀刻液，其中，所述r2和r3各自独立地为氢原子、或羟基。

5.根据权利要求1或2所述的硅蚀刻液，其中，所述碱性有机化合物为氢氧化季铵。

6.一种硅基板的处理方法，所述硅基板包含选自由硅晶圆、单晶硅膜、多晶硅膜、和非晶硅膜组成的组中的至少1种硅材料，

7.一种半导体器件的制造方法，所述半导体器件具有包含选自由硅晶圆、单晶硅膜、多晶硅膜、和非晶硅膜组成的组中的至少1种硅材料的硅基板，

技术总结本发明涉及硅蚀刻液、硅基板的处理方法和半导体器件的制造方法。课题在于提供：基于新的技术特征的、具有高的硅蚀刻速度的新型的蚀刻液。一种硅蚀刻液，其包含碱性有机化合物和水，所述硅蚀刻液还包含下述式(1)所示的化合物，前述式(1)所示的化合物的含量为100质量ppm以上。(式(1)中，R1为单键、或碳数1～5的烃基，R2和R3各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、氨基、乙酰基、羧基、甲硅烷基、硼基、腈基、硫基、硒基、或碳数1～10的烃基，这些基团任选还具有取代基。)技术研发人员：清家吉贵,人见达矢,野吕幸佑受保护的技术使用者：株式会社德山技术研发日：技术公布日：2024/6/26