[發明專利]基板清洗液以及基板清洗方法

有效

• 申請號: 201380065148.7
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN104871296A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 井田純一;永井達夫
• 申請（專利權）人: 栗田工業株式會社
• 主分類號: H01L21/306
• 分類號: H01L21/306;B08B3/08;H01L21/304
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 金明花;馮雅

技術領域

本發明涉及與電子構件的制造相關的、在抑制具有氧化硅和氮化硅的基板上的氧化硅的蝕刻的同時蝕刻氮化硅的基板清洗液以及基板清洗方法。

背景技術

半導體的制造工序中，氮化硅用于氧化硅的膜形成硬質掩模、保護細微圖案的側壁，CMP研磨的終止層等。另外，隨著半導體高集成度化，結構的細微化、膜結構的薄膜化推進，氧化硅膜的膜厚日益變薄。為了蝕刻氮化硅來進行圖案化而實施蝕刻，以往在該氮化硅膜的蝕刻中使用了約160℃的磷酸溶液(例如專利文獻1)。但是，在約160℃的磷酸溶液下，不僅是氮化硅膜被去除，由于磷酸溶液的蝕刻而連氧化硅膜也被一部分去除。

迄今提出了如下方案，即為了提高生產性以及進行高精度的圖案化，需要選擇性地在抑制氧化硅的蝕刻的同時促進氮化硅的蝕刻，在SiO₂和SiN露出的基板的清洗中，通過在抑制SiO₂的蝕刻的同時選擇性地蝕刻SiN，由此提高了表示SiO₂的蝕刻速率與SiN的蝕刻速率之比的選擇比的改善方法(例如參考專利文獻2、3)。

在專利文獻2中，提出了以硫酸和氟化物為主要成分、水為5質量％以下的蝕刻溶液。另外，在專利文獻3中，提出了含有磷酸、硫酸和不包含金屬元素的氧化劑的蝕刻液，作為氧化劑例示了過硫酸銨。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利特開2000-58500號公報

專利文獻2:日本專利特開2002-246378號公報

專利文獻3:日本專利特開2008-71801號公報

發明的揭示

發明所要解決的技術問題

但是，隨著半導體基板的線寬變窄，細微的蝕刻也有較大影響，從假設與以往相比SiO₂膜厚變薄、還形成線寬窄的結構體等的情況考慮，日漸要求在充分確保SiN的清洗效果的基礎上選擇性高的SiN蝕刻。

本發明以上述情況為背景而完成，其目的在于提供一種獲得良好的氮化硅的蝕刻速率、同時氧化硅的蝕刻被抑制而獲得高選擇比的基板清洗液以及基板清洗方法。

解決技術問題所采用的技術方案

即，本發明的基板清洗液中，第一發明是用于清洗在同一基板上具有氮化硅和氧化硅并且前述氮化硅以及前述氧化硅的一方或雙方的至少一部分露出的基板的清洗液，包含磷酸、含有由硫酸電解而生成的過硫酸的電解硫酸以及水，加熱至165℃以上且不到沸點的溫度后用于前述清洗。

第二發明的基板清洗方法是在前述第一發明中，由電解而生成的前述過硫酸以清洗液總量的濃度計為1.0～8.0g/L。

第三發明的基板清洗液是在前述第一或第二發明中的任一發明中，在該清洗液的總量中，前述磷酸的濃度為15～40質量％、前述硫酸的濃度為30～85質量％。

第四發明的基板清洗液是在前述第一～第三發明中的任一發明中，該清洗液的總量中，前述磷酸的質量％濃度和前述硫酸的質量％濃度在1：1.5～1：4的范圍內。

第五發明的基板清洗液是在前述第一～第四中任一項發明中，含水率在15～25質量％。

第六發明的基板清洗液是在前述第一～第五發明中任一項發明中，用于前述基板的片式清洗。

第七發明的基板清洗方法是在同一基板上具有氮化硅和氧化硅并且前述氮化硅以及前述氧化硅的一方或雙方的至少一部分露出的基板的清洗方法中，使前述基板與前述第一～第六發明的基板清洗液接觸，選擇性地蝕刻前述基板上的氮化硅。

第八發明的基板清洗方法是在前述第七發明中，前述基板在前述氧化硅上層疊有前述氮化硅。

第九發明的基板清洗方法是在前述第七或第八發明中，前述基板具有32nm以下的圖案線寬。

第十發明的基板清洗液方法是在前述第七～第九發明中任一項發明中，使用前述清洗液對前述基板進行片式清洗。

第十一發明的基板清洗方法是在前述第七～第十發明中任一項發明中，將用于清洗的清洗液回收、供至電解而提高了過硫酸濃度后，再作為清洗液供至前述清洗。

下面，對本發明中規定的構成進行說明。

本發明中，是包含將硫酸電解而生成的過硫酸、不包含過硫酸鹽的清洗液。

本發明中，能夠良好地獲得由磷酸所產生的氮化硅的蝕刻性。但是，磷酸也具有蝕刻氧化硅的作用，因此通過硫酸以及過硫酸來抑制由磷酸所產生的氧化硅的蝕刻。通過這些作用選擇性地蝕刻氮化硅，能夠有效地進行清洗。

以下，進一步對各條件等進行詳細說明。