刻蝕方法、物品及半導(dǎo)體裝置的制造方法、以及刻蝕液的制作方法
【專利說明】刻蝕方法、物品及半導(dǎo)體裝置的制造方法、以及刻蝕液
[0001]本申請基于2014年9月11日提出的日本專利申請第2014-185570號主張優(yōu)先權(quán)，且謀求其利益，在此通過引用包含其全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]這里所說明的多種實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)】
[0003]在以Micro Electro Mechanical Systems (微機電系統(tǒng):MEMS)及Through-Silicon Via(娃通孔技術(shù):TSV)的制造工藝為首的微細結(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μπι?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。
[0004]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 (四甲基氫氧化錢:TMAH)或Κ0Η等堿性液的各向異性濕法刻蝕、采用SF6S CF 4等刻蝕氣體的等離子的干法刻蝕。
[0005]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，不能實現(xiàn)高的縱橫尺寸比(凹部的深度與寬度的比)。
[0006]在各向異性濕法刻蝕中，通過利用與半導(dǎo)體的結(jié)晶方位相對應(yīng)的刻蝕率的差異，能夠進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，通過刻蝕而形成的結(jié)構(gòu)的形狀被限定，設(shè)計上有大的制約。
[0007]在利用了干法刻蝕的深刻蝕技術(shù)中，有稱為Bosch工藝的技術(shù)。在Bosch工藝中，交替重復(fù)進行采用了 3匕氣體等的等離子刻蝕和采用了 C4FS氣體等的側(cè)壁保護膜形成。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題。此外，在該技術(shù)中，還有側(cè)壁形成為扇形形狀的問題。
[0008]近年來，開發(fā)了稱為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，催化劑與刻蝕的進行一同向下方移動。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，因條件不同有時達不到垂直。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的實施方式提供可進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。
[0010]實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、和通過將所述結(jié)構(gòu)物浸漬在含有氫氟酸、氧化劑和有機添加劑的刻蝕液中，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。
[0011]根據(jù)上述方法，能夠進行各向異性加工。
【附圖說明】
[0012]圖1是簡略地表示實施方式所涉及的刻蝕方法中的絕緣層形成工序的剖視圖。
[0013]圖2是簡略地表示實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。
[0014]圖3是催化劑層的上表面的電子顯微鏡照片。
[0015]圖4是簡略地表示實施方式所涉及的刻蝕方法中的浸漬工序的剖視圖。
[0016]圖5是簡略地表示由不使用有機添加劑的刻蝕方法得到的結(jié)構(gòu)的一個例子的剖視圖。
[0017]圖6是由不使用有機添加劑的刻蝕方法得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0018]圖7是由不使用有機添加劑的刻蝕方法得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0019]圖8是簡略地表示通過實施方式所涉及的刻蝕方法得到的結(jié)構(gòu)的一個例子的剖視圖。
[0020]圖9是用于說明難產(chǎn)生針狀的殘留部的理由的簡略剖視圖。
[0021]圖10是用于說明難產(chǎn)生針狀的殘留部的理由的簡略剖視圖。
[0022]圖11是通過實施方式所涉及的刻蝕方法得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0023]圖12是由不使用有機添加劑的刻蝕方法得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0024]圖13是將刻蝕液中的聚乙二醇(平均分子量200)的濃度規(guī)定為0.01質(zhì)量％時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0025]圖14是將刻蝕液中的聚乙二醇(平均分子量200)的濃度規(guī)定為0.1質(zhì)量％時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0026]圖15是將刻蝕液中的聚乙二醇(平均分子量200)的濃度規(guī)定為1質(zhì)量％時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0027]圖16是將刻蝕液中的聚乙二醇(平均分子量400)的濃度規(guī)定為0.01質(zhì)量％時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0028]圖17是將刻蝕液中的聚乙二醇(平均分子量400)的濃度規(guī)定為0.1質(zhì)量％時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0029]圖18是將刻蝕液中的聚乙二醇(平均分子量400)的濃度規(guī)定為1質(zhì)量％時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0030]圖19是將刻蝕液中的聚乙二醇(平均分子量1000)的濃度規(guī)定為0.01質(zhì)量％時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片；
[0031]圖20是將刻蝕液中的聚乙二醇(平均分子量1000)的濃度規(guī)定為0.1質(zhì)量％時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0032]圖21是將刻蝕液中的聚乙二醇(平均分子量1000)的濃度規(guī)定為1質(zhì)量％時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0033]圖22是由不使用有機添加劑的刻蝕方法得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0034]圖23是作為有機添加劑使用聚乙二醇(平均分子量200)時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0035]圖24是作為有機添加劑使用聚乙二醇(平均分子量400)時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0036]圖25是作為有機添加劑使用聚乙二醇(平均分子量1000)時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0037]圖26是作為有機添加劑使用聚乙二醇(平均分子量4000)時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0038]圖27是作為有機添加劑使用聚乙二醇(平均分子量6000)時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0039]圖28是作為有機添加劑使用聚乙二醇(平均分子量20000)時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0040]圖29是作為有機添加劑使用琥珀酸時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0041]圖30是作為有機添加劑使用蘋果酸時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0042]圖31是作為有機添加劑使用二丙基胺時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0043]圖32是作為有機添加劑使用丙氨酸時得到的結(jié)構(gòu)的截面的電子顯微鏡照片。
[0044]圖33是簡略地表示實施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法中的絕緣層形成工序的俯視圖。
[0045]圖34是圖33所示的結(jié)構(gòu)的沿著XXXIV-XXXIV線的剖視圖。
[0046]圖35是簡略地表示實施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法中的催化劑層形成工序的俯視圖。
[0047]圖36是圖35所示的結(jié)構(gòu)的沿著XXXV1-XXXVI線的剖視圖。
[0048]圖37是簡略地表示通過圖33?圖36所示的方法得到的結(jié)構(gòu)的一個例子的俯視圖。
[0049]圖38是圖37所示的結(jié)構(gòu)的沿著XXXVII1-XXXVIII線的剖視圖。
【具體實施方式】
[0050]以下，參照附圖對實施方式進行詳細