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TWI874913B - 基板處理液、基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

基板處理液、基板處理方法及基板處理裝置 Download PDF

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TWI874913B
TWI874913B TW112105158A TW112105158A TWI874913B TW I874913 B TWI874913 B TW I874913B TW 112105158 A TW112105158 A TW 112105158A TW 112105158 A TW112105158 A TW 112105158A TW I874913 B TWI874913 B TW I874913B
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TW
Taiwan
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substrate
substrate processing
metal
processing liquid
opening
Prior art date
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TW112105158A
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TW202345984A (zh
Inventor
春本晶子
上田大
塙洋祐
Original Assignee
日商斯庫林集團股份有限公司
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Publication date
Application filed by 日商斯庫林集團股份有限公司 filed Critical 日商斯庫林集團股份有限公司
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    • H10P50/691
    • H10P52/00

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  • Weting (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

本發明係一種適用於形成溝槽構造之底壁及側壁中之至少一者具有包含金屬或該金屬之化合物之被蝕刻層之基板的基板處理液。該基板處理液含有:藥液,其包含作為蝕刻上述金屬之蝕刻劑發揮功能之H 2O 2分子或HO 2 -;及第1錯合物形成劑,其包含與上述金屬之離子形成錯合物之陰離子;且pH值調整為1以上6以下。因此,對基板以優異之蝕刻速率實施蝕刻處理。

Description

基板處理液、基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種用以對具有溝槽構造之基板實施蝕刻處理之基板處理液、利用該基板處理液對基板進行處理之基板處理方法及基板處理裝置。
以下所示之日本專利申請之說明書、圖式及申請專利範圍中揭示之全部內容以參照之方式併入本文中:日本專利特願2022-027521(於2022年2月25日提出申請)。
半導體裝置或液晶顯示裝置等電子零件之製造工序包含部分地蝕刻並去除基板而形成所需圖案之蝕刻工序。例如日本專利特表2015-536581號公報中記載有具有鰭片之場效電晶體(以下稱為「FinFET」)之製造工序。於該FinFET中,跨及複數個鰭片而形成閘極。具體而言,於複數個鰭片上形成HKMG(High-K Metal Gate,高介電常數金屬閘極)層後,形成閘極材料層。其等中,HKMG層係將包含HfO2、Al2O3、La2O3等高k介電體之高k金屬閘極層(HK)與包含TiN、TaN、TaAlN、TiC之金屬層(MG)積層而成者。於日本專利特表2015-536581號公報中,使用RIE(Reactive Ion Etching,反應性離子蝕刻)來對HKMG層進行圖案化。
近年來,業界正在研究使用濕式蝕刻來製造上述FinFET、三維NAND(Not AND,反及)型非揮發性半導體裝置(以下稱為「3D-NAND記憶體」)等電子零件。然而,於該等電子零件中,隨著圖案之微細化及三維結構之複雜化等之發展,需要對狹窄之區域實施蝕刻處理。例如為形成FinFET之金屬層,需要如下述之圖1所示,用構成金屬層之材料例如TiN於鰭片上形成TiN層,進而利用蝕刻液部分地去除該TiN層而最終加工成所需形狀。跨及複數個鰭片形成之TiN層具有溝槽構造。因此,為最終加工成所需形狀,需要使用以蝕刻TiN層之蝕刻劑滲入溝槽構造之內部。然而,隨著FinFET之鰭片間距變窄,溝槽構造之開口部亦變窄,溝槽構造之內部成為狹窄空間。因此,難以使上述蝕刻劑高效率地滲入,從而導致上述狹窄空間內之蝕刻速率降低。其結果,導致無法將金屬層最終加工成所需形狀之問題。此種問題會於如FinFET般構成溝槽構造之底壁及自該底壁向開口部延伸設置之一個或複數個側壁全部為蝕刻對象之情形時產生,亦會於僅底壁、或全部側面、或僅一部分側面為蝕刻對象之情形時產生。
本發明係鑒於上述問題而完成者,其目的在於提供一種基板處理液、基板處理方法及基板處理裝置,該基板處理液可對基板以優異之蝕刻速率實施蝕刻處理,該基板中,形成溝槽構造之底壁及側壁中之至少一者成為包含金屬或該金屬之化合物之被蝕刻層。
本發明之第1態樣係一種基板處理液,其特徵在於:其係藉由供給至具有溝槽構造之基板來去除上述被蝕刻層者,上述具有溝槽構造之基板中,由具有狹窄寬度之開口部、與上述開口部對向之底壁、及自 上述底壁向上述開口部延伸設置之一個或複數個側壁形成狹窄空間,並且上述底壁及上述側壁中之至少一者由金屬或上述金屬之化合物之被蝕刻層形成;且上述基板處理液含有:藥液,其包含作為蝕刻上述金屬之蝕刻劑發揮功能之H2O2分子或HO2 -;及第1錯合物形成劑,其包含與上述金屬之離子形成錯合物之陰離子;且pH值調整為1以上6以下。
本發明之第2態樣係一種基板處理方法,其特徵在於,具有以下工序:對具有溝槽構造之基板供給基板處理液來開始去除上述被蝕刻層,上述具有溝槽構造之基板中,由具有狹窄寬度之開口部、與上述開口部對向之底壁、及自上述底壁向上述開口部延伸設置之一個或複數個側壁形成狹窄空間,並且上述底壁及上述側壁中之至少一者由包含金屬或上述金屬之化合物之被蝕刻層形成;及自上述基板去除上述基板處理液,使上述被蝕刻層之去除停止;上述基板處理液含有:藥液,其包含作為蝕刻上述金屬之蝕刻劑發揮功能之H2O2分子或HO2 -;及第1錯合物形成劑,其包含與上述金屬之離子形成錯合物之陰離子;且pH值調整為1以上6以下。
本發明之第3態樣係一種基板處理裝置,其特徵在於,具備:基板保持部,其對具有溝槽構造之基板予以保持,上述具有溝槽構造之基板中,由具有狹窄寬度之開口部、與上述開口部對向之底壁、及自上述底壁向上述開口部延伸設置之一個或複數個側壁形成狹窄空間,並且上述底壁及上述側壁中之至少一者由包含金屬或上述金屬之化合物之被蝕刻層形成;及處理液供給部,其向由上述基板保持部保持之上述基板供給基板處理液;上述基板處理液含有:藥液,其包含作為蝕刻上述金屬之蝕刻劑發揮功能之H2O2分子或HO2 -;及第1錯合物形成劑,其包含與上述金屬 之離子形成錯合物之陰離子;且pH值調整為1以上6以下。
根據以此種方式構成之發明,該基板處理液含有:藥液,其包含作為蝕刻金屬之蝕刻劑發揮功能之H2O2分子或HO2 -;及第1錯合物形成劑,其包含與金屬之離子形成錯合物之陰離子;且pH值調整為1以上6以下。因此,可對基板以優異之蝕刻速率實施蝕刻處理,該基板中,形成溝槽構造之底壁及側壁中之至少一者為包含金屬或該金屬之化合物之被蝕刻層。
上述本發明之各態樣所具有之複數個構成要素並非均為必須要素,為解決上述問題之一部分或全部,或者為達成本說明書所記載之效果之一部分或全部,可適當地對上述複數個構成要素中之一部分構成要素進行變更、刪除、與其他新穎構成要素進行替換、及刪除限定內容之一部分。又,為解決上述問題之一部分或全部,或者為達成本說明書所記載之效果之一部分或全部,亦可將上述本發明之一態樣中所含之技術特徵之一部分或全部與上述本發明之其他態樣中所含之技術特徵之一部分或全部組合,作為本發明之一獨立形態。
1:處理單元(基板處理裝置)
2:腔室
3:旋轉夾頭(基板保持部)
4:控制部
5:氣體氛圍阻斷機構
11:高k介電層
12:金屬層
12a:TiN層(高k金屬閘極層之表層)
12c:開口部
12d:底壁
12e:側壁
12f:狹窄空間
13:HKMG層(高k金屬閘極層)
21:內部空間
22:擋板開閉機構
23:擋板
31:夾頭銷
32:旋轉基座
33:中心軸
34:基板旋轉機構
51:阻斷板
51a:基板對向面
51b:貫通孔
52:旋轉軸
53:噴嘴
53a:噴出口
54:支持臂
55:阻斷板旋轉驅動機構
56:阻斷板升降驅動機構
61:處理液供給控制部
62:DIW供給控制部
63:氣體供給控制部
80:排氣桶
81,82:承杯
84,85,86:防護罩
87~89:防護罩升降驅動機構
100:基板處理裝置
110:基板處理部
111:基板搬送機械手
120:傳載部
121:容器保持部
122:傳載機械手
122a:基座部
122b:多關節臂
122c:手部
400:處理液供給部
410:藥液供給系統
411:罐
412:配管
413:流量調整閥
414:開閉控制閥
415:配管
416:流量調整閥
417:開閉控制閥
418:感測器
420:DIW供給系統
421:配管
422:流量調整閥
423:開閉控制閥
430:錯合物形成劑供給系統
431:罐
432:配管
433:流量調整閥
434:開閉控制閥
435:感測器
436:配管
437:流量調整閥
438:開閉控制閥
439:配管
440:流量調整閥
441:開閉控制閥
450:混合閥
451:配管
461:罐
462:配管
463:攪拌單元
464:配管
465:流量調整閥
466:開閉控制閥
467:配管
468:流量調整閥
469:開閉控制閥
611:處理液配管
612:閥
621:DIW供給配管
622:閥
631:氣體供給配管
632:閥
C:容器
C1:旋轉軸線
EMa,EMb:蝕刻量
F:鰭片
OW:開口尺寸(寬度窄小)
Pf:鰭片間距
THa:厚度
THb:厚度
W,Wa,Wb:基板
Wf:表面
W1:矽基材
W2:TiN層
W3:多晶矽層
W4:貫通孔
W5:TiN層中面向貫通孔之露出區域
W6:開口
W7:狹窄空間
圖1(a)、(b)係模式性地表示本發明之基板處理方法之一實施方式之圖。
圖2係表示Si、PSL、Si3N4、SiO2之Zeta電位相對於pH值之變化之圖表。
圖3係表示可執行圖1所示之基板處理方法之基板處理裝置之第1實施方式之圖。
圖4係圖3所示之基板處理裝置之側視圖。
圖5係表示處理單元之構成之局部剖視圖。
圖6係表示控制處理單元之控制部之電性構成之方塊圖。
圖7係表示基板處理液供給部之構成之圖。
圖8係表示用圖3之基板處理裝置執行之基板處理之內容之圖。
圖9(a)、(b)係模式性地表示蝕刻速率之評估用樣品之構成及實驗內容之圖。
圖10係表示基板處理液(1)~(5)之蝕刻特性之圖表。
圖11係表示基板處理液(4)~(7)之蝕刻特性之圖表。
<發明之概要>
本發明係關於一種以形成於基板上之溝槽構造之底壁及側壁中之至少一者為被蝕刻層,向基板供給基板處理液,藉此對被蝕刻層進行濕式蝕刻,最終加工成所需形狀之基板處理方法及基板處理裝置、以及有效地進行上述蝕刻之基板處理液。尤其是,於本發明之基板處理方法中,被蝕刻層包含金屬或金屬之化合物,利用包含作為蝕刻該金屬之蝕刻劑發揮功能之H2O2分子或HO2 -之藥液進行蝕刻處理。作為該藥液,例如可使用過氧化氫水溶液(下述之比較例2)。又,基板處理方法例如相當於如圖1所示般製造FinFET之閘極之一工序。
圖1係模式性地表示本發明之基板處理方法之一實施方式之圖。於製造FinFET之閘極時,如日本專利特表2015-536581號公報所記載般,對於跨及自矽等之基板W向上方豎立設置之複數個鰭片F而形成之高k介電層11,以所需厚度積層TiN、TaN、TaAlN、TiC等之金屬層 12(參照圖1之下段圖式(b))。利用該等高k介電層11及金屬層12構成HKMG層13。並且,於HKMG層13上形成多晶矽等之閘極材料層(省略圖示)。藉此,完成FinFET之閘極製造。
此處,分兩個階段形成金屬層12。即,如圖1之上段圖式(a)所示,於高k介電層11上藉由金屬蒸鍍等形成較上述所需厚度更厚之金屬層,例如TiN層12a。形成該TiN層12a後向基板W之表面供給基板處理液,藉此,如該圖之下段圖式(b)所示,對TiN層12a進行濕式蝕刻,形成上述所需厚度之金屬層12。
此處,應關注,TiN層12a係沿著鰭片F之形狀形成,於相互相鄰之鰭片F之間會形成狹窄之溝槽構造。由於TiN層12a相對較厚,故而溝槽構造之開口部12c相較於鰭片間距Pf大幅變窄。即,開口部12c之開口尺寸OW為狹窄寬度。又,形成溝槽構造之底壁12d及側壁12e亦具有如下特徵。與開口部12c對向之底壁12d較窄,自該底壁12d朝向開口部12c之側壁12e之間隔亦為開口尺寸OW以下。因此,溝槽構造之內部空間相較於由相互相鄰之鰭片F形成之空間大幅變窄,成為所謂之狹窄空間12f。因此,即便僅使用以過氧化氫水溶液為主要成分之基板處理液,亦難以使蝕刻劑有效率地滲入狹窄空間12f中。其結果,不可避免地會降低構成溝槽構造之底壁12d及側壁12e之TiN層12a之蝕刻速率。再者,於本說明書中,「狹窄寬度」意指2nm以上10nm以下。
因此,本案發明人進行了銳意研究,獲得了如下見解:為促進狹窄空間12f內之錯合物之形成,換言之,為促進被蝕刻層之溶解,有效的是將包含錯合物形成離子之錯合物形成劑添加於基板處理液中。並且,基於該見解,本案發明人發明了如日本專利特開2021-145009號公報 中所記載般使用NH4 +作為錯合物形成離子之基板處理液。
另一方面,作為上述錯合物形成離子,除NH4 +以外,還可例舉Cl-等鹵離子作為候選,此次著眼於該等Cl-等鹵離子。於形成溝槽構造之壁面之一部分例如如下述之圖9所示為Si或SiO2等之情形時,該壁面之電位受pH值之影響較大。
圖2係表示Si、PSL、Si3N4、SiO2之Zeta電位相對於pH值之變化之圖表。該圖表之出處為T.Hattori:Ultraclean Surface Processing of Silicon Wafers,119(1998),「Si」意指矽,「PSL」意指聚苯乙烯乳膠,「Si3N4」意指氮化矽,「SiO2」意指二氧化矽。根據該圖表明確可知,於中性~鹼性區域中,狹窄界面為負電荷,認為液體置換效率下降或電雙層會阻礙蝕刻劑離子滲入。與此相對,於pH值為6以下之酸性區域中,Si或SiO2等之Zeta電位上升,狹窄界面亦為正電荷或接近正電荷。因此,探討到HO2-蝕刻劑離子易於滲入狹窄空間中。但是,越為酸性,則基板處理液中之蝕刻劑離子之濃度越低。更詳細而言,如下述之實施例及比較例所示,若pH值低於1,則蝕刻劑離子對狹窄空間之滲入性提高,但滲入性之效果因蝕刻劑離子濃度之降低而抵消。因此,於使用陰離子之錯合物形成離子時,為提高蝕刻速率,重要的是將基板處理液之pH值調整為至少1以上6以下。
將過氧化氫水溶液與DIW(去離子水:deionized water)以1:5混合而成之混合液(下述之比較例2)之pH值約為5。當向其中添加鹽酸(HCl)作為本發明之第1錯合物形成劑時,基板處理液中含有Cl-(錯合物形成離子),並且基板處理液之pH值進一步降低。但是,當基板處理液中之鹽酸、過氧化氫水溶液及DIW之混合比為1:1:5時,該基板處理液(下 述之比較例1)之pH值低於1。因此,較理想的是將基板處理液中之鹽酸之混合比率調整為0.1以下,更佳之範圍為0.001~0.1之範圍(下述之實施例1~3)。又,此種作用效果於使用除Cl-以外還包含鹵離子等與金屬(於本實施方式中為Ti)之離子形成錯合物之陰離子之第1錯合物形成劑之情形時亦發揮作用。
如上所述,於製造FinFET之HKMG層13時,用以蝕刻構成溝槽構造之底壁12d及側壁12e之TiN層12a之基板處理液可使用包含H2O2分子或HO2 -等蝕刻劑之藥液,但較佳為添加第1錯合物形成劑並調整pH值。即,藉由添加包含與金屬(於本實施方式中為Ti)之離子形成錯合物之陰離子之錯合物形成劑並且將基板處理液之pH值調整為1以上6以下,可提高蝕刻劑之量並且使該蝕刻劑有效率地滲入溝槽構造之內部即狹窄空間12f中。因此,可對構成底壁12d及側壁12e之TiN層12a(被蝕刻層)以優異之蝕刻速率實施蝕刻處理。其結果,可製造高性能之FinFET。
又,如上所述,由於可使用NH4 +作為錯合物形成離子,故而可追加包含此種陽離子之第2錯合物形成劑。作為該第2錯合物形成劑,可使用包含銨離子NH4 +之通式(NH4 +)nXn-所表示之銨鹽,此處,Xn-為n價之陰離子,n為1或2。作為銨鹽,包括:
˙氟化銨NH4F(Ammonium Fluoride)
˙氯化銨NH4Cl(Ammonium Chloride)
˙溴化銨NH4Br(Ammonium Bromide)
˙碘化銨NH4I(Ammonium Iodide)
˙硫化銨(NH4)2SO4(Ammonium Sulfide)
˙乙酸銨NH4CH3CO2(Ammonium Acetate)
˙磷酸銨(NH4)2PO4(Ammonium Phosphate)。
又,可使用烷基銨鹽作為第2錯合物形成劑。烷基銨鹽中包括通式(NR4+)nXn-所表示之四級銨鹽、R3N所表示之三級胺、R2NH所表示之二級胺、RNH2所表示之一級胺所表示之(R為烷基或芳基),例如,包含
˙四甲基氟化銨[(CH3)4N]F(TetraMethylAmmonium Fluoride;TMAF)
˙四乙基氟化銨[(CH3CH2CH2)4N]F(TetraEthylAmmonium Fluoride;TEAF)
˙四丁基氟化銨[(CH3CH2CH2CH2CH2)4N]F(TetraButhylAmmonium Fluoride;TBAF)
˙四甲基氯化銨[(CH3)4N]Cl(TetraMethylAmmonium Chloride;TMAC)
˙四乙基氯化銨[(CH3CH2CH2)4N]Cl(TetraEthylAmmonium Chloride;TEAC)
˙四丁基氯化銨[(CH3CH2CH2CH2CH2)4N]Cl(TetraButhylAmmonium Chloride;TBAC)
˙四甲基碘化銨[(CH3)4N]I(TetraMethylAmmonium Iodide;TMAI)
˙四乙基碘化銨[(CH3CH2CH2)4N]I(TetraEthylAmmonium Iodide;TEAI)
˙四丁基碘化銨[(CH3CH2CH2CH2CH2)4N]I(TetraButhylAmmonium Iodide;TBAI)
等鹵化物、硫酸氫四丁基銨等硫酸氫化物、乙酸四甲基銨等乙酸化 物、氫氧化四乙基銨等氫氧化物、過氯酸四丁基銨等過氯酸等。
藉由適當追加上述之第2錯合物形成劑,可促進狹窄空間內之錯合物之形成,促進蝕刻對象物之溶解。再者,為將此種視需要追加之包含陽離子之第2錯合物形成劑與鹽酸等經常使用之第1錯合物形成劑進行區別,以下將其稱為「追加錯合物形成劑」。
<基板處理裝置>
繼而,參照圖3至圖8,對使用上述基板處理液執行圖1所示之基板處理方法之基板處理裝置之構成及動作進行說明。
圖3係表示可執行圖1所示之基板處理方法之基板處理裝置之第1實施方式之圖。又,圖4係圖3所示之基板處理裝置之側視圖。該基板處理裝置100係對圖1之上部圖示之基板W利用上述基板處理液執行蝕刻處理之裝置。該等圖式係藉由排除基板處理裝置100之外壁板及其他一部分構成來以易於理解之方式表示其內部構造之模式圖,並非表示裝置外觀之圖式。該基板處理裝置100例如係設置於無塵室內,對用以製造FinFET之基板W實施蝕刻處理來形成HKMG層之金屬層(圖1中之符號12)之單片式裝置。
於本實施方式中,為對圖1之上段圖式中之TiN層12a進行蝕刻來形成金屬層12,將作為錯合物形成劑發揮功能之鹽酸、包含蝕刻劑之過氧化氫水溶液(藥液)、及DIW以0.1:1:5混合而成之基板處理液作為蝕刻液使用。以此種方式製備而成之基板處理液之pH值大致為2。再者,該基板處理液相當於下述之「實施例2」,但除此以外,例如亦可使用「實施例1」、「實施例3」、「實施例4」、「實施例5」所示之基板處理液。
如圖3所示,基板處理裝置100具備:基板處理部110,其 對基板W實施處理;及傳載部120,其與該基板處理部110結合。傳載部120具備:容器保持部121,其可保持複數個用以收容基板W之容器C(以密閉狀態收容複數個基板W之FOUP(Front Opening Unified Pod,前開式晶圓盒)、SMIF(Standard Mechanical Interface,標準機械界面)盒、OC(Open Cassette,開放式晶圓匣)等);及傳載機械手122,其進出於由該容器保持部121保持之容器C,用於將未處理之基板W自容器C取出或將處理完畢之基板W收納於容器C中。於各容器C中以大致水平之姿勢收容有複數片基板W。
傳載機械手122具備:基座部122a,其固定於裝置殼體;多關節臂122b,其設置為可相對於基座部122a繞鉛直軸旋動;及手部122c,其安裝於多關節臂122b之前端。手部122c為可於其上表面載置並保持基板W之構造。由於此種具有多關節臂及基板保持用手部之傳載機械手是公知的,故而省略詳細說明。
基板處理部110具備:基板搬送機械手111,其於俯視下配置於大致中央;及複數個處理單元1,其以包圍該基板搬送機械手111之方式配置。具體而言,面向配置有基板搬送機械手111之空間,配置有複數個(本例中為8個)處理單元1。基板搬送機械手111隨機進出於該等處理單元1而交接基板W。另一方面,各處理單元1對基板W執行規定之處理。於本實施方式中,該等處理單元1具有相同功能。因此,可對複數個基板W進行平行處理。
圖5係表示處理單元之構成之局部剖視圖。又,圖6係表示控制處理單元之控制部之電性構成之方塊圖。再者,於本實施方式中,對於各處理單元1設置有控制部4,但亦可構成為利用1台控制部來控制複數 個處理單元1。又,亦可構成為利用控制整個基板處理裝置100之控制單元(省略圖示)來控制處理單元1。
處理單元1具備:腔室2,其具有內部空間21;及旋轉夾頭3,其收容於腔室2之內部空間21,作為保持基板W之基板保持部發揮功能。如圖3及圖4所示,於腔室2之側面設有擋板23。擋板23連接有擋板開閉機構22(圖6),根據來自控制部4之開閉指令使擋板23開閉。更具體而言,處理單元1中,將未處理之基板W搬入腔室2時,擋板開閉機構22將擋板23打開,利用基板搬送機械手111之手部將未處理之基板W以正面朝上之姿勢搬入旋轉夾頭3。即,基板W係以使TiN層12a(圖1)朝向上方之狀態載置於旋轉夾頭3上。並且,當基板搬送機械手111之手部於搬入該基板後自腔室2退避時,擋板開閉機構22關閉擋板23。並且,於腔室2之內部空間21內,如下所述般將基板處理液、DIW及氮氣供給至基板W之表面Wf,於常溫環境下執行所需之基板處理。又,於基板處理結束後,擋板開閉機構22將擋板23再次打開,基板搬送機械手111之手部將處理完畢之基板W自旋轉夾頭3搬出。如此,於本實施方式中,腔室2之內部空間21保持於常溫環境中並作為進行基板處理之處理空間發揮功能。再者,於本說明書中,「常溫」意指在5℃~35℃之溫度範圍內。
旋轉夾頭3具備:複數個夾頭銷31,其等固持基板W;旋轉基座32,其支持複數個夾頭銷31,形成為沿水平方向之圓盤形狀;中心軸33,其設置為於連結於旋轉基座32之狀態下繞與自基板W之表面中心延伸之面法線平行之旋轉軸線C1自由旋轉;及基板旋轉驅動機構34,其利用馬達使中心軸33繞旋轉軸線C1旋轉。複數個夾頭銷31設置於旋轉基座32之上表面之周緣部。於該實施方式中,夾頭銷31於周向上隔開相等 間隔配置。並且,當於利用夾頭銷31固持載置於旋轉夾頭3之基板W之狀態下根據來自控制部4之旋轉指令使基板旋轉驅動機構34之馬達作動時,基板W繞旋轉軸線C1旋轉。又,於以此種方式使基板W旋轉之狀態下,根據來自控制部4之供給指令,自設置於氣體氛圍阻斷機構5之噴嘴向基板W之表面Wf依次供給基板處理液、DIW及氮氣。
氣體氛圍阻斷機構5具有:阻斷板51;上旋轉軸52,其設置為可與阻斷板51一體地旋轉;及噴嘴53,其沿上下方向貫通阻斷板51之中央部。阻斷板51最終加工成具有與基板W大致相同之直徑或其以上之直徑之圓板形狀。於由旋轉夾頭3保持之基板W之上表面隔開間隔地對向配置有阻斷板51。因此,阻斷板51之下表面作為與基板W之表面Wf整個區域對向之圓形基板對向面51a發揮功能。又,於基板對向面51a之中央部形成有上下貫通阻斷板51之圓筒狀貫通孔51b。
上旋轉軸52設置為可繞通過阻斷板51之中心且鉛直延伸之旋轉軸線(與基板W之旋轉軸線C1一致之軸線)旋轉。上旋轉軸52具有圓筒形狀。上旋轉軸52之內周面形成為以上述旋轉軸線為中心之圓筒面。上旋轉軸52之內部空間與阻斷板51之貫通孔51b連通。上旋轉軸52以能夠相對於在阻斷板51之上方水平延伸之支持臂54旋轉之方式由該支持臂54支持。
噴嘴53配置於旋轉夾頭3之上方。噴嘴53以無法相對於支持臂54旋轉之狀態受支持臂54支持。又,噴嘴53可與阻斷板51、上旋轉軸52及支持臂54一體地升降。噴嘴53之下端部設有噴出口53a,與由旋轉夾頭3保持之基板W之表面Wf之中央部對向。
阻斷板51上結合有包含電動馬達等之構成之阻斷板旋轉驅 動機構55(圖6)。阻斷板旋轉驅動機構55根據來自控制部4之旋轉指令,使阻斷板51及上旋轉軸52相對於支持臂54繞旋轉軸線C1旋轉。又,支持臂54上結合有阻斷板升降驅動機構56。阻斷板升降驅動機構56根據來自控制部4之升降指令,使阻斷板51、上旋轉軸52及噴嘴53與支持臂54一體地沿鉛直方向Z升降。更具體而言,阻斷板升降驅動機構56於阻斷位置(圖3所示之位置)與退避位置(省略圖示)之間升降,阻斷位置係使基板對向面51a靠近由旋轉夾頭3保持之基板W之表面Wf,將表面Wf之上方空間與周邊氣體氛圍實質性地阻斷之位置,退避位置係較阻斷位置更大幅地向上方退避之位置。
噴嘴53之上端部連接有處理液供給控制部61、DIW供給控制部62及氣體供給控制部63。
處理液供給控制部61具有連接於噴嘴53之處理液配管611、及介插於處理液配管611之閥612。處理液配管611與作為基板處理液之供給源發揮功能之處理液供給部400連接。
圖7係表示基板處理液供給部之構成之圖。處理液供給部400具有:藥液供給系統410,其供給包含蝕刻劑之過氧化氫水溶液(藥液);DIW供給系統420,其供給DIW;及錯合物形成劑供給系統430,其供給作為第1錯合物形成劑之一例之鹽酸。藥液供給系統410具有如下功能:將自過氧化氫水溶液之供給源補充之過氧化氫水溶液暫時貯存於罐411中,並於適當時機供給至混合閥450。藥液供給系統410具有將罐411與氮氣供給源連接之配管412。該配管412介裝有流量調整閥413及開閉控制閥414。因此,藉由根據來自控制部4(圖6)之指令作動,將氮氣經由流量調整閥413及開閉控制閥414以適當之流量壓送至罐411。藉此,可將貯 存於罐411中之過氧化氫水溶液經由配管415供給至混合閥450。又,配管415介裝有流量調整閥416及開閉控制閥417。因此,藉由根據來自控制部4之指令使流量調整閥416及開閉控制閥417作動,將過氧化氫水溶液於適當時機以適當之流量供給至混合閥450。另一方面,為將罐411內之過氧化氫水溶液之貯存量保持在一定以上,設有檢測罐411內之過氧化氫水溶液之液面高度之感測器418。並且,感測器418檢測上述液面高度,並基於其檢測結果自上述供給源向罐411補充過氧化氫水溶液。
DIW供給系統420具有將DIW供給源與混合閥450連接之配管421,並且配管421介裝有流量調整閥422及開閉控制閥423。因此,根據來自控制部4之指令使流量調整閥422及開閉控制閥423作動,將DIW於適當時機以適當之流量供給至混合閥450。
錯合物形成劑供給系統430具有如下功能:將鹽酸暫時貯存於罐431中,於適當時機供給至混合閥450。錯合物形成劑供給系統430具有將罐431與鹽酸供給源連接之配管432。該配管432介裝有流量調整閥433及開閉控制閥434。又,為將罐431內之鹽酸之貯存量保持在一定以上,設有檢測罐431內之鹽酸之液面高度之感測器435。並且,感測器435檢測上述液面高度,並基於其檢測結果使流量調整閥433及開閉控制閥434作動,自鹽酸供給源向罐431補充鹽酸。
罐431與氮氣供給源係藉由配管436連接。該配管436介裝有流量調整閥437及開閉控制閥438。因此,藉由根據來自控制部4之指令作動,可將氮氣經由流量調整閥437及開閉控制閥438以適當之流量壓送至罐431,並將貯存於罐431中之鹽酸經由配管439供給至混合閥450。該配管439介裝有流量調整閥440及開閉控制閥441。因此,藉由根據來自控 制部4之指令使流量調整閥440及開閉控制閥441作動,將鹽酸於適當時機以適當之流量供給至混合閥450。
向混合閥450供給適量之過氧化氫水溶液、DIW及鹽酸,於混合閥450中混合。此後,混合液經由配管451輸送至另一罐461。該罐461經由配管462與追加錯合物形成劑(於本實施方式中為氯化銨)之供給源連接。因此,藉由根據來自控制部4之指令將追加錯合物形成劑自該供給源追加至貯存於罐461中之基板處理液,而產生下述之實施例4之基板處理液。此處,作為追加錯合物形成劑之一例之氯化銨於常溫下為粉末固體。因此,如圖7所示,罐461內設有攪拌單元463,促進利用攪拌所進行之氯化銨之溶解與混合。另一方面,於停止追加錯合物形成劑之情形時,過氧化氫水溶液、DIW及鹽酸之混合液直接作為實施例2之基板處理液貯存於罐461。
又,罐461經由配管464與氮氣供給源連接。又,該配管464介裝有流量調整閥465及開閉控制閥466。因此,藉由根據來自控制部4之指令作動,將氮氣經由流量調整閥465及開閉控制閥466以適當之流量壓送至罐461,並經由配管467輸送於罐461內混合之基板處理液。再者,配管467亦介裝有流量調整閥468及開閉控制閥469,可將基板處理液於適當時機以適當之流量供給至噴嘴53。
返回圖5繼續進行說明。DIW供給控制部62具有連接於噴嘴53之DIW供給配管621、及使DIW供給配管621開閉之閥622。DIW供給配管621與DIW之供給源連接。當根據來自控制部4之開閉指令打開閥622時,將DIW作為沖洗液供給至噴嘴53,並自噴出口53a朝向基板W之表面中央部噴出。
氣體供給控制部63具有連接於噴嘴53之氣體供給配管631、及使氣體供給配管631開閉之閥632。氣體供給配管631與氣體之供給源連接。於本實施方式中,使用經除濕之氮氣作為氣體,當根據來自控制部4之開閉指令打開閥632時,氮氣供給至噴嘴53,自噴出口53a朝向基板W之表面中央部吹送。再者,作為氣體,除氮氣以外,還可使用經除濕之氬氣等惰性氣體。
於處理單元1中,以包圍旋轉夾頭3之方式設有排氣桶80。又,設有配置於旋轉夾頭3與排氣桶80之間之複數個承杯81、82(第1承杯81及第2承杯82)、及接住向基板W之周圍飛濺之處理液之複數個防護罩84~86(第1防護罩84~第3防護罩86)。又,對於防護罩84~86分別連結有防護罩升降驅動機構87~89(第1~第3防護罩升降驅動機構87~89)。防護罩升降驅動機構87~89分別根據來自控制部4之升降指令使防護罩84~86獨立升降。再者,圖5中省略了第1防護罩升降驅動機構87之圖示。
控制部4具有CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)等運算單元、固定記憶體裝置、硬碟等記憶單元、及輸入輸出單元。記憶單元中記憶有由運算單元執行之程式。並且,控制部4藉由依上述程式控制裝置各部,而使用不僅包含蝕刻劑還包含移動促進劑之基板處理液來執行圖9所示之基板處理。
圖8係表示用圖3之基板處理裝置執行之基板處理之內容之圖。基板處理裝置100中之處理對象例如係用以如圖1之上段圖式所示般製造FinFET之基板W,該基板W中,HKMG層用之TiN層12a跨及複數個鰭片F而形成。
於將未處理之基板W搬入處理單元1之前,控制部4向裝置 各部給予指令,將處理單元1設定為初始狀態。即,利用擋板開閉機構22關閉擋板23(圖4、圖5)。旋轉夾頭3藉由基板旋轉驅動機構34定位並停止於適合裝載基板W之位置,並且利用未圖示之夾頭開閉機構使夾頭銷31變為開狀態。阻斷板51藉由阻斷板升降驅動機構56定位於退避位置,並且停止利用阻斷板旋轉驅動機構55所進行之阻斷板51旋轉。防護罩84~86均移動至下方而定位。進而,閥612、622、632均關閉。
當未處理之基板W藉由基板搬送機械手111搬送來時,擋板23打開。隨著擋板23打開,基板W藉由基板搬送機械手111搬入腔室2之內部空間21,以使表面Wf朝向上方之狀態交遞至旋轉夾頭3。並且,夾頭銷31變為閉狀態,基板W由旋轉夾頭3保持(步驟S1:搬入基板)。
搬入基板W後,基板搬送機械手111退避至腔室2外,進而,擋板23再次關閉後,控制部4控制基板旋轉驅動機構34之馬達,使旋轉夾頭3之旋轉速度(轉速)上升至規定之處理速度(約10~3000rpm之範圍內,例如800~1200rpm)並維持於該處理速度。又,控制部4控制阻斷板升降驅動機構56,使阻斷板51自退避位置下降而配置於阻斷位置(步驟S2)。又,控制部4控制防護罩升降驅動機構87~89,使第1防護罩84~第3防護罩86上升至上位置,藉此使第1防護罩84與基板W之周端面對向。
當基板W之旋轉達到處理速度後,繼而,控制部4打開閥622。藉此,自噴嘴53之噴出口53a噴出DIW,並供給至基板W之表面Wf。於基板W之表面Wf上,DIW受到因基板W之旋轉而產生之離心力,向基板W之周緣部移動。藉此,進行用DIW覆蓋基板W之整個表面Wf之、所謂之覆蓋沖洗處理(步驟S3)。再者,覆蓋沖洗並非必須進行之工序,有時不進行覆蓋沖洗,立即進行下述之蝕刻處理(步驟S4)。
於步驟S4中,控制部4關閉閥612並打開閥622。藉此,自噴嘴53之噴出口53a噴出之液體自DIW變成基板處理液,並將基板處理液供給至基板W之表面Wf。於基板W之表面Wf上,基板處理液受到因基板W之旋轉而產生之離心力,向基板W之周緣部移動。藉此,基板W之整個表面Wf經受基板處理液之蝕刻處理。此時,基板處理液中包含TiN層12a之蝕刻劑、及作為錯合物形成劑之鹽酸(或者鹽酸+氯化銨)。而且,基板處理液之pH值調整為大致2。
利用該基板處理液進行之蝕刻處理僅持續預定之蝕刻時間,其間自基板W之周緣部排出之基板處理液由第1防護罩84之內壁接住,沿著省略圖示之排液路徑送至機外之廢液處理設備。當經過蝕刻時間後,控制部4關閉閥612,停止自噴嘴53噴出基板處理液。
蝕刻處理後,執行利用沖洗液(DIW)進行之沖洗處理(步驟S5)。於該DIW沖洗中,控制部4一面維持第1防護罩84~第3防護罩86之位置,一面打開閥622。藉此,自噴嘴53之噴出口53a向經蝕刻處理之基板W之表面Wf之中央部供給DIW作為沖洗液。於是,DIW受到因基板W之旋轉而產生之離心力,向基板W之周緣部移動。藉此,利用DIW沖洗附著於基板W上之基板處理液,停止利用基板處理液進行之蝕刻。此時,自基板W之周緣部排出之DIW自基板W之周緣部向基板W之側方排出,以與基板處理液相同之方式送至機外之廢液處理設備。該DIW沖洗僅持續預定之沖洗時間,當經過該時間後,控制部4關閉閥622,停止自噴嘴53噴出DIW。
DIW沖洗結束後,控制部4提高基板W之轉速進行旋轉乾燥(步驟S6)。於本實施方式中,控制部4與旋轉乾燥並行地打開閥632,自 噴嘴53向旋轉乾燥中之基板W之表面Wf吹送經乾燥之氮氣。藉此,促進基板W之乾燥。
使旋轉乾燥僅持續規定時間後,控制部4控制基板旋轉驅動機構34之馬達而使旋轉夾頭3之旋轉停止,並且關閉閥632而停止吹送氮氣(步驟S7)。又,控制部4控制阻斷板旋轉驅動機構55而使阻斷板51之旋轉停止,並且控制阻斷板升降驅動機構56而使阻斷板51自阻斷位置上升並定位於退避位置。進而,控制部4控制第3防護罩升降驅動機構89而使第3防護罩86下降,使所有防護罩86~88自基板W之周端面退避至下方。
其後,控制部4控制擋板開閉機構22而打開擋板23(圖3、圖5)後,基板搬送機械手111進入腔室2之內部空間,將已解除夾頭銷31之保持之處理完畢之基板W向腔室2外搬出(步驟S8)。再者,當基板W之搬出結束並且基板搬送機械手111離開處理單元1後,控制部4控制擋板開閉機構22而關閉擋板23。
如上所述,於本實施方式中,使用基板處理液對TiN層12a進行蝕刻處理(步驟S4)。因此,蝕刻劑有效率地滲入溝槽構造之內部即狹窄空間12f中。因此,對構成底壁12d及側壁12e之TiN層12a(被蝕刻層)以優異之蝕刻速率進行蝕刻。又,TiN層12a之露出區域亦藉由基板處理液良好地進行蝕刻。其結果如圖1之下段所示,可形成具有所需之形狀及厚度之金屬層12。
如上所述,於本實施方式中,Ti及TiN分別相當於本發明之「金屬」及「金屬之化合物」之一例。又,HKMG層13及TiN層12a分別相當於本發明之「高k金屬閘極層」及「高k金屬閘極層之表層」之一例。又, TiN層12a之開口尺寸OW相當於本發明之「狹窄寬度」。
再者,本發明並不限定於上述實施方式,只要不脫離其主旨,則除上述實施方式以外亦可進行各種變更。例如亦可變更追加錯合物形成劑之供給方法。例如亦可預先用少量之DIW溶解氯化銨來準備氯化銨水溶液,並將其送入罐461中進行混合。
又,於上述實施方式中,於即將供給至基板W前生成基板處理液,自噴嘴53供給至基板W來進行蝕刻處理,但亦可構成為於供給前使基板處理液通過加熱部,將其調整為適合蝕刻處理之溫度。
又,於上述實施方式中,對向由旋轉夾頭3保持之基板W供給基板處理液來進行蝕刻處理之、所謂之單片式基板處理裝置100應用了本發明,但亦可對所謂之批次方式之基板處理裝置應用本發明。即,亦可使保持著由基板保持部保持之複數個基板W之基板保持部浸漬於處理槽中所貯存之上述基板處理液中,藉此進行蝕刻處理。
又,於上述實施方式中,使用將鹽酸(錯合物形成劑)、包含蝕刻劑之過氧化氫水溶液(藥液)、及DIW以0.1:1:5混合而成之基板處理液,或向其中添加氯化銨作為追加錯合物形成劑之基板處理液。即,使用pH值大致為「2」之基板處理液,但亦可使用藉由控制鹽酸之混合比率而將pH值調整為1以上6以下之基板處理液,例如pH值調整為「3」之基板處理液為下述之「實施例1」,pH值調整為「1」之基板處理液為下述之「實施例3」或「實施例5」。
又,亦可不將基板處理液供給至基板W,而將構成基板處理液之液體成分分別直接供給至基板W來執行蝕刻處理。例如可將混合液(=藥液+DIW)與鹽酸(錯合物形成劑)分別直接供給至基板W來執行蝕刻 處理。又,亦可將混合液(=鹽酸+藥液+DIW)與氯化銨(追加錯合物形成劑)分別直接供給至基板W來執行蝕刻處理。
又,於上述實施方式中,對作為本發明之「被蝕刻層」之一例之TiN層進行了蝕刻,但本發明亦可應用於對用於FinFET之閘極之其他金屬層(MG)進行蝕刻之基板處理技術及基板處理液。
又,於上述實施方式中,將如圖1所示般構成溝槽構造之底壁12d及2個側壁12e成為被蝕刻層之基板W作為基板處理對象,但本發明之應用對象並不限定於此。例如可對2個側壁12e中之一個及底壁12d成為被蝕刻層之基板應用本發明。又,可對側壁12e為具有筒形狀之被蝕刻層之基板應用本發明。進而,可對僅底壁12d成為被蝕刻層之基板應用本發明。例如,對具有積層構造之基板進行蝕刻之基板處理技術亦包含於本發明之應用對象中,該積層構造如下述之實施例所說明般,為較薄金屬層或金屬之化合物層夾於不同組成之層(矽層或氧化矽層等)間之積層構造。作為此種具有積層構造並需要對較薄金屬層或金屬之化合物層進行蝕刻之基板,例如包含用以製造3D-NAND記憶體之基板。
又,基板處理液之組成並不限定於上述組成,可使用上述「發明內容」項中說明之第1錯合物形成劑、第2錯合物形成劑。再者,於以下實施例中對其等之具體例及效果進行詳細描述。
[實施例]
以下,參照實施例對本發明之較佳態樣更具體地進行說明。但是,本發明當然不受下述實施例限制。因此,當然亦可於可適合上下文之主旨之範圍內適當變更而實施,其等均包含於本發明之技術範圍內。
此處,為對狹窄部及非狹窄部之蝕刻速率進行評估,而準備圖9所示之樣品,進行以下試驗。
圖9係模式性地表示蝕刻速率之評估用樣品之構成及實驗內容之圖。於該圖中之(a)欄所示之基板Wa中,矽基材W1之上表面形成有TiN層W2。進而,TiN層W2上積層形成有多晶矽層W3。該多晶矽層W3上例如設有複數個內徑60nm之貫通孔W4。當向以此種方式構成之基板Wa之表面供給上述包含蝕刻劑之基板處理液時,基板處理液經由貫通孔W4供給至TiN層W2,對TiN層W2中面向貫通孔W4之露出區域W5利用基板處理液中所包含之蝕刻劑進行蝕刻,進而隨著時間經過,蝕刻劑經由開口W6(即矽基材W1與多晶矽層W3之間之間隙部分)滲入夾於矽基材W1與多晶矽層W3間之狹窄空間W7中。藉此,進行該狹窄空間W7之蝕刻。
於開口W6之尺寸(相當於TiN層W2之厚度THa)相對較大之情形時,可獲得與如下情形時大致相同程度之蝕刻速率,即,如該圖之(b)欄所示,向於矽基材W1之上表面以毯狀、例如厚度THb=500nm左右之厚度形成有TiN層W2之基板Wb供給基板處理液並使其進行蝕刻之情形。例如若將向基板Wa、Wb供給藥液後至經過一定時間為止所蝕刻之量分別設為蝕刻量EMa、EMb,則EMa≒EMb。
並且,當將(EMa/EMb)定義為基板Wa之毯覆比時,若基板Wa中之TiN層W5之厚度THa變薄,則與圖1之上段中之開口尺寸OW變窄之情形相同,蝕刻劑難以滲入狹窄空間W7中。因此,蝕刻速率變小,基板Wa之毯覆比自「1」開始減少。因此,於本實施例中,準備THa為2nm、5nm及10nm之基板Wa以及基板Wb,並且製備7種基板處理液。
該等基板處理液如表1所示,為:
(1)將鹽酸、過氧化氫水溶液、及DIW以1:1:5混合而成者(pH值小於1)
(2)將過氧化氫水溶液、及DIW以1:5混合而成者(pH值大致為5)
(3)將鹽酸、過氧化氫水溶液、及DIW以0.001:1:5混合而成者(pH值大致為3)
(4)將鹽酸、過氧化氫水溶液、及DIW以0.01:1:5混合而成者(pH值大致為2)
(5)將鹽酸、過氧化氫水溶液、及DIW以0.1:1:5混合而成者(pH值大致為1)
(6)於將鹽酸、過氧化氫水溶液、及DIW以0.01:1:5混合所獲得之混合液(相當於上述基板處理液(4))中加入1mM氯化銨作為追加錯合物形成劑而成者(pH值大致為2)
(7)於將鹽酸、過氧化氫水溶液、及DIW以0.1:1:5混合所獲得之混合液(相當於上述基板處理液(5))中加入1mM氯化銨作為追加錯合物形成劑而成者(pH值大致為1)。
並且,藉由測量將各基板處理液供給至基板Wa、Wb蝕刻1分鐘後之厚度即蝕刻量EMa、EMb,而求出狹窄空間W7中之蝕刻速率(ER(nm/min))。又,(EMa/EMb)為基板Wa之毯覆比(BL比)。將該等結果彙總於表1中。又,關於其等中未進行追加錯合物形成劑之追加之基板處理液(1)~(5),圖10繪製了相對於厚度THa之值之毯覆比,該厚度THa之值相當於圖1所示之TiN層12a之開口尺寸OW(比較例1、2,實施例1~3)。進而,為驗證追加錯合物形成劑之追加效果,關於基板處理液(4)~ (7),圖11繪製了相對於厚度THa之值之毯覆比,該厚度THa之值相當於圖1所示之TiN層12a之開口尺寸OW(實施例2~5)。
Figure 112105158-A0305-12-0025-1
根據表1及圖10明確可知,於利用不具有鹽酸(第1錯合物形成劑)之基板處理液(2)進行蝕刻之情形時,狹窄空間W7、尤其是2nm處之蝕刻速率會降低(比較例2)。又,於利用包含鹽酸(第1錯合物形成劑)但pH值小於1之基板處理液(1)進行蝕刻之情形時,狹窄空間W7中之蝕刻速率亦會降低(比較例1)。與此相對,於利用具有鹽酸(第1錯合物形成劑)、而且pH值為1以上之基板處理液(3)~(5)進行蝕刻之情形時,相較於比較例1、2,狹窄空間W7中之蝕刻速率得到大幅改善(實施例1~3)。如此,藉由使用基板處理液(3)~(5),可使蝕刻劑有效率地滲入狹窄空間W7中,以優異之蝕刻速率及毯覆比蝕刻面向狹窄空間W7之TiN層W2。又,於利用其等中pH值大致為2之基板處理液(2)進行蝕刻之情形時,確認到最優異之改善效果。即,於將鹽酸、過氧化氫水溶液、及DIW混合而成之基 板處理液中,藉由將pH值調整為1以上6以下,可實現狹窄空間中之蝕刻處理之改善,但其效果具有pH值依存性,較佳為將pH值調整為2左右。
又,根據表1及圖11明確可知,藉由追加錯合物形成劑之追加可提高蝕刻速率及毯覆比。但是,其效果亦具有pH值依存性,較佳為將pH值調整為2左右。
以上,依特定之實施例對發明進行了說明,但該說明並非意欲以限定性含義進行解釋。參照發明之說明,與本發明之其他實施方式相同,所揭示之實施方式之各種變化例對精通該技術之人而言是顯而易見的。因此,認為隨附之申請專利範圍於不脫離發明之真正範圍之範圍內包含該變化例或實施方式。
本發明可應用於所有用以對具有溝槽構造之基板實施蝕刻處理之基板處理液、及利用該基板處理液對基板進行處理之基板處理。
11:高k介電層
12:金屬層
12a:TiN層(高k金屬閘極層之表層)
12c:開口部
12d:底壁
12e:側壁
12f:狹窄空間
13:HKMG層(高k金屬閘極層)
F:鰭片
OW:開口尺寸(寬度窄小)
Pf:鰭片間距
W:基板

Claims (11)

  1. 一種基板處理液,其特徵在於,其係藉由供給至具有溝槽構造之基板來去除被蝕刻層者,上述具有溝槽構造之基板中,由具有狹窄寬度之開口部、與上述開口部對向之底壁、及自上述底壁向上述開口部延伸設置之一個或複數個側壁形成狹窄空間,並且上述底壁及上述側壁中之至少一者由金屬或上述金屬之化合物之被蝕刻層形成;且 上述基板處理液含有: 藥液,其包含作為蝕刻上述金屬之蝕刻劑發揮功能之H 2O 2分子或HO 2 -;及 第1錯合物形成劑,其包含與上述金屬之離子形成錯合物之陰離子;且 pH值調整為1以上6以下。
  2. 如請求項1之基板處理液,其中於上述基板中,為形成FinFET之閘極而形成有跨及自上述基板之表面相互隔開地豎立設置之相鄰2個鰭片而覆蓋之高k金屬閘極層, 將上述高k金屬閘極層之表層作為上述被蝕刻層而蝕刻並去除。
  3. 如請求項2之基板處理液,其中上述金屬包含鈦及鉭中之至少1種。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板處理液,其中上述藥液為過氧化氫水溶液。
  5. 如請求項1至3中任一項之基板處理液,其中上述陰離子為鹵離子。
  6. 如請求項5之基板處理液,其中上述鹵離子為氯離子。
  7. 如請求項6之基板處理液,其中上述第1錯合物形成劑為鹽酸。
  8. 如請求項1至3中任一項之基板處理液,其進而含有包含與上述金屬之離子形成錯合物之NH 4 之第2錯合物形成劑。
  9. 如請求項1至3中任一項之基板處理液,其中上述狹窄寬度為2 nm以上10 nm以下。
  10. 一種基板處理方法,其特徵在於,具有以下工序:對具有溝槽構造之基板供給基板處理液而開始去除上述被蝕刻層,上述具有溝槽構造之基板中,由具有狹窄寬度之開口部、與上述開口部對向之底壁、及自上述底壁向上述開口部延伸設置之一個或複數個側壁形成狹窄空間,並且上述底壁及上述側壁中之至少一者由包含金屬或上述金屬之化合物之被蝕刻層形成;及 自上述基板去除上述基板處理液,使上述被蝕刻層之去除停止; 上述基板處理液含有: 藥液,其包含作為蝕刻上述金屬之蝕刻劑發揮功能之H 2O 2分子或HO 2 -;及 第1錯合物形成劑,其包含與上述金屬之離子形成錯合物之陰離子;且 pH值調整為1以上6以下。
  11. 一種基板處理裝置,其特徵在於,具備:基板保持部,其對具有溝槽構造之基板予以保持,上述具有溝槽構造之基板中,由具有狹窄寬度之開口部、與上述開口部對向之底壁、及自上述底壁向上述開口部延伸設置之一個或複數個側壁形成狹窄空間,並且上述底壁及上述側壁中之至少一者由包含金屬或上述金屬之化合物之被蝕刻層形成;及 處理液供給部,其向由上述基板保持部保持之上述基板供給基板處理液; 上述基板處理液含有: 藥液,其包含作為蝕刻上述金屬之蝕刻劑發揮功能之H 2O 2分子或HO 2 -;及 第1錯合物形成劑,其包含與上述金屬之離子形成錯合物之陰離子;且 pH值調整為1以上6以下。
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