[發(fā)明專(zhuān)利]刻蝕方法、物品及半導(dǎo)體裝置的制造方法、以及刻蝕液

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510546860.X
• 申請(qǐng)日: 2015-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105428230B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 淺野佑策
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/306
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/306;C09K13/00;C23F1/16
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 周欣;陳建全

本發(fā)明提供一種刻蝕方法、物品及半導(dǎo)體裝置的制造方法、以及刻蝕液，所述刻蝕方法包含在由半導(dǎo)體形成的結(jié)構(gòu)物上形成包含貴金屬的催化劑層的工序、和通過(guò)將所述結(jié)構(gòu)物浸漬在含有氫氟酸、氧化劑和有機(jī)添加劑的刻蝕液中，將所述結(jié)構(gòu)物中的與所述催化劑層相接的部分除去的工序。

本申請(qǐng)基于2014年9月11日提出的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2014-185570號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，且謀求其利益，在此通過(guò)引用包含其全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

這里所說(shuō)明的多種實(shí)施方式全部涉及刻蝕方法、物品及半導(dǎo)體裝置的制造方法以及刻蝕液。

背景技術(shù)

在以Micro Electro Mechanical Systems(微機(jī)電系統(tǒng)：MEMS)及Through-Silicon Via(硅通孔技術(shù)：TSV)的制造工藝為首的微細(xì)結(jié)構(gòu)的制造工藝中，在由硅(Si)等半導(dǎo)體形成的基板上，以幾μm～幾十μm的深度形成溝槽或通孔的深刻蝕技術(shù)的必要性在增強(qiáng)。

在半導(dǎo)體的刻蝕中，通常采用含有例如氟酸、硝酸和醋酸的刻蝕液的各向同性濕法刻蝕、采用Tetra Methyl Ammonium Hydroxide(四甲基氫氧化銨：TMAH)或KOH等堿性液的各向異性濕法刻蝕、采用SF₆或CF₄等刻蝕氣體的等離子的干法刻蝕。

但是，在各向同性濕法刻蝕中，與向深度方向的刻蝕一同發(fā)生向?qū)挾确较虻目涛g、即側(cè)面刻蝕。因此，不能實(shí)現(xiàn)高的縱橫尺寸比(凹部的深度與寬度的比)。

在各向異性濕法刻蝕中，通過(guò)利用與半導(dǎo)體的結(jié)晶方位相對(duì)應(yīng)的刻蝕率的差異，能夠進(jìn)行高縱橫尺寸的深刻蝕。但是，在此種情況下，需要以深度方向的刻蝕率比寬度方向的刻蝕率充分大的方式確定通過(guò)刻蝕而形成的圖形的形狀和半導(dǎo)體的結(jié)晶方位。也就是說(shuō)，通過(guò)刻蝕而形成的結(jié)構(gòu)的形狀被限定，設(shè)計(jì)上有大的制約。

在利用了干法刻蝕的深刻蝕技術(shù)中，有稱(chēng)為Bosch工藝的技術(shù)。在Bosch工藝中，交替重復(fù)進(jìn)行采用了SF₆氣體等的等離子刻蝕和采用了C₄F₈氣體等的側(cè)壁保護(hù)膜形成。在該技術(shù)中，有在側(cè)壁上殘留氟化碳系的沉積物、該沉積物影響器件的性能的問(wèn)題。此外，在該技術(shù)中，還有側(cè)壁形成為扇形形狀的問(wèn)題。

近年來(lái)，開(kāi)發(fā)了稱(chēng)為Metal-Assisted Chemical Etching(金屬輔助化學(xué)蝕刻：MacEtch)法的方法。在MacEtch法中，在半導(dǎo)體基板的表面上形成由貴金屬構(gòu)成的催化劑圖形，將該半導(dǎo)體基板浸漬在氫氟酸和氧化劑的混合液中。半導(dǎo)體基板中的與催化劑相接的部分優(yōu)先被刻蝕，催化劑與刻蝕的進(jìn)行一同向下方移動(dòng)。其結(jié)果是，例如，可得到深度方向與基板表面垂直的溝槽或通孔。但是，因條件不同有時(shí)達(dá)不到垂直。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施方式提供可進(jìn)行各向異性加工的刻蝕方法、物品及半導(dǎo)體裝置的制造方法以及刻蝕液。

實(shí)施方式的刻蝕方法包含：在由半導(dǎo)體形成的結(jié)構(gòu)物上形成包含貴金屬的催化劑層的工序、和通過(guò)將所述結(jié)構(gòu)物浸漬在含有氫氟酸、氧化劑和有機(jī)添加劑的刻蝕液中，將所述結(jié)構(gòu)物中的與所述催化劑層相接的部分除去的工序。

根據(jù)上述方法，能夠進(jìn)行各向異性加工。

附圖說(shuō)明

圖1是簡(jiǎn)略地表示實(shí)施方式所涉及的刻蝕方法中的絕緣層形成工序的剖視圖。

圖2是簡(jiǎn)略地表示實(shí)施方式所涉及的刻蝕方法中的催化劑層形成工序的剖視圖。

圖3是催化劑層的上表面的電子顯微鏡照片。

圖4是簡(jiǎn)略地表示實(shí)施方式所涉及的刻蝕方法中的浸漬工序的剖視圖。

圖5是簡(jiǎn)略地表示由不使用有機(jī)添加劑的刻蝕方法得到的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的剖視圖。