TWI840593B - 結構體的製造方法及製造裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可藉由PEC蝕刻順利地製造使用了III族氮化物的結構體的技術。結構體的製造方法包括對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟,所述對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟包括:向保持有至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物且可旋轉地被保持的容器中,注入含有接收電子的氧化劑的鹼性或酸性的蝕刻液,使表面浸漬於所述蝕刻液中的步驟;於蝕刻對象物及蝕刻液靜止的狀態下,對保持在容器中的蝕刻對象物的表面照射光的步驟;以及藉由於對表面照射光之後使容器旋轉而使蝕刻液向外周側飛散,從而自容器排出蝕刻液的步驟。
Description
本發明是有關於一種結構體的製造方法及製造裝置。
氮化鎵(GaN)等III族氮化物是作為用以製造發光元件、電晶體等半導體裝置的材料來使用。另外,III族氮化物作為微機電系統(micro electromechanical system,MEMS)的材料亦受到關注。
作為用以對GaN等III族氮化物形成各種結構的蝕刻技術,提出有光電化學(photoelectrochemical,PEC)蝕刻(例如參照非專利文獻1)。PEC蝕刻是與一般的乾式蝕刻相比損壞少的濕式蝕刻,另外,與中性粒子束蝕刻(例如參照非專利文獻2)、原子層蝕刻(例如參照非專利文獻3)等損壞少的特殊的乾式蝕刻相比,就裝置簡便的方面而言較佳。
[現有技術文獻]
[非專利文獻]
[非專利文獻1]J.村田(J.Murata)等人,「藉由氫化物氣相磊晶而生長的獨立式GaN晶圓表面的光電化學蝕刻
(Photo-electrochemical etching of free-standing GaN wafer surfaces grown by hydride vapor phase epitaxy)」,「電化學學報(Electrochimica Acta)」171(2015)89-95
[非專利文獻2]S.寒川(S.Samukawa),「日本應用物理學雜誌(Japanese Journal of Applied Physics,JJAP)」,45(2006)2395.
[非專利文獻3]T.法拉茲(T.Faraz),「ECS固體科學與技術雜誌(ECS Journal of Solid State Science and Technology)」,4,N5023(2015).
本發明的一目的在於提供一種可藉由PEC蝕刻順利地製造使用了III族氮化物的結構體的技術。
根據本發明的一形態,可提供一種結構體的製造方法,所述結構體的製造方法包括對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟,所述對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟包括:向保持有至少表面包含III族氮化物的所述蝕刻對象物且可旋轉地被保持的容器中,注入含有接收電子的氧化劑的鹼性或酸性的蝕刻液,使所述表面浸漬於所述蝕刻液中的步驟;於所述蝕刻對象物及所述蝕刻液靜止的狀態下,對保持在所述容器中的所述蝕刻對象物的所述表面照射光的步驟;以及藉由於對所述表面照射所述光之後使所述容器旋轉而使所述
蝕刻液向外周側飛散,從而自所述容器排出所述蝕刻液的步驟。
根據本發明的另一形態,可提供一種結構體的製造裝置,所述結構體的製造裝置包括:容器,保持有至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物且可旋轉地被保持;注入裝置,向所述容器中注入含有接收電子的氧化劑的鹼性或酸性的蝕刻液;光照射裝置,對保持在所述容器中的所述蝕刻對象物的所述表面照射光;旋轉裝置,可旋轉地保持所述容器;以及控制裝置,控制所述注入裝置、所述光照射裝置及所述旋轉裝置,以便進行對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理,所述對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理包含:向保持有所述蝕刻對象物的所述容器中,注入所述蝕刻液,使所述表面浸漬於所述蝕刻液中的處理;於所述蝕刻對象物及所述蝕刻液靜止的狀態下,對保持在所述容器中的所述蝕刻對象物的所述表面照射光的處理;以及藉由於對所述表面照射所述光之後使所述容器旋轉而使所述蝕刻液向外周側飛散,從而自所述容器排出所述蝕刻液的處理。
本發明可提供一種可藉由PEC蝕刻順利地製造使用了III族氮化物的結構體的技術。
10:蝕刻對象物(晶圓)
20:(蝕刻對象物的)表面
21:被蝕刻區域
30:陰極墊
50:遮罩
100:處理對象物
120:PEC處理後表面
121:平坦部
122:凸部
130:平坦化處理後表面
200:結構體的製造裝置(處理裝置)
201:蝕刻液
202:蝕刻液的表面
210:容器
210B:底面構件
210S:側面構件
211:底面
212:內側面
212H:孔
213:邊緣
214:外側面
214v:閥構件
215:注入裝置
220:光照射裝置
221:UV光
222:蓋狀構件
225:高度調節機構
230:旋轉裝置
240:控制裝置
301:後處理液
D:容器的深度
L:距離(晶圓配置深度)
α:角
圖1的(a)是例示晶圓(處理對象物)的概略剖面圖,圖1的(b)是例示設置有陰極墊的處理對象物的概略剖面圖。
圖2是表示處理裝置的一例的概略剖面圖。
圖3是例示本發明的第一實施方式中的PEC蝕刻步驟的概略剖面圖。
圖4是例示處理裝置中的容器的各種結構的概略剖面圖。
圖5是例示第二實施方式中的後處理步驟的概略剖面圖。
圖6是概念性地例示實施PEC蝕刻步驟與後處理步驟時的若干個組合的形態的時序圖。
圖7是於平坦化蝕刻的第一例中一併示出PEC蝕刻步驟及平坦化蝕刻步驟的晶圓的概略剖面圖。
圖8是於平坦化蝕刻的第二例中一併示出PEC蝕刻步驟及平坦化蝕刻步驟的晶圓的概略剖面圖。
圖9是例示後處理步驟的其他形態的概略剖面圖。
<第一實施方式>
對基於本發明的第一實施方式的結構體的製造方法進行說明。基於本實施方式的結構體的製造方法包括對蝕刻對象物10(以下,亦稱為晶圓10)進行光電化學(PEC)蝕刻的步驟(以下,亦稱為PEC蝕刻步驟)。
該結構體是包含藉由PEC蝕刻步驟實施了PEC蝕刻的晶圓10(以下,亦稱為處理後晶圓10)的構件,亦可為於處理後晶圓10視需要設置有電極等其他構件者(半導體裝置、微機電系統(MEMS)等),亦可為處理後晶圓10自身。
圖1的(a)是例示晶圓10的概略剖面圖。晶圓10是至少實施了PEC蝕刻的表面20包含III族氮化物的構件。晶圓10例如可為氮化鎵(GaN)基板等III族氮化物基板,另外例如亦可為於成長基板上磊晶成長III族氮化物層的磊晶基板。磊晶基板的成長基板例如亦可為藍寶石基板、碳化矽(SiC)基板、矽(Si)基板等異種基板,另外例如亦可為GaN基板等同種基板。另外,磊晶基板的成長基板例如亦可為半絕緣性,另外例如亦可為導電性。此處,所謂「半絕緣性」,例如是指比電阻為105Ωcm以上的狀態。與此相對,例如將比電阻小於105Ωcm的狀態稱為「導電性」。
晶圓10的大小並無特別限制,例如就藉由在一片晶圓10內同時形成多個元件來提高生產性的觀點而言,例如較佳為直徑2吋以上的大徑。晶圓10的大小例如為直徑2吋(50.8mm),另外例如為直徑4吋(101.6mm),另外例如為直徑6吋(152.4mm)。
表面20例如包含III族氮化物結晶的c面。此處,所謂「包含c面」,是指相對於表面20最近的低指數的結晶面為構成表面20的III族氮化物結晶的c面。構成表面20的III族氮化物
具有位錯(穿透位錯(threading dislocation)),位錯以規定的密度分佈於表面20。
PEC蝕刻處理的對象物100(以下,亦稱為處理對象物100)具有晶圓10,視需要具有設置於晶圓10的遮罩50等。遮罩50於表面20上劃定應被PEC蝕刻的被蝕刻區域21。遮罩50例如可由鈦(Ti)等導電性材料形成,另外例如亦可由抗蝕劑、氧化矽等非導電性材料形成。處理對象物100可為未設置遮罩50的晶圓10自身,被蝕刻區域21亦可為晶圓10的表面20的整個面。
圖2是表示基於本實施方式的結構體的製造方法中所使用的結構體的製造裝置(晶圓10的處理裝置)200(以下,亦稱為處理裝置200)的一例的概略剖面圖。處理裝置200包括容器210、注入裝置215、光照射裝置220、旋轉裝置230及控制裝置240。
容器210可旋轉地被保持,於保持晶圓10(處理對象物100)的同時,容納蝕刻液201。注入裝置215向容器210中注入蝕刻液201。光照射裝置220對保持在容器210中的晶圓10的表面20照射紫外(UV)光221。旋轉裝置230可旋轉地保持容器210,且使容器210於規定的時間點以規定的速度旋轉。此處,使容器210靜止亦理解為旋轉速度為0,可包含在「以規定的速度旋轉」中。控制裝置240控制注入裝置215、光照射裝置220及旋轉裝置230的各裝置,以進行規定的動作。控制裝置240例如使用個人電腦而構成。
圖3是例示本實施方式的PEC蝕刻步驟的概略剖面圖。以下,亦參照圖3,對PEC蝕刻步驟進行說明,且更詳細地說明處理裝置200的結構及動作。
PEC蝕刻步驟包括:向保持有晶圓10的容器210中注入蝕刻液201,使表面20浸漬於蝕刻液201中的步驟(以下,亦稱為注入浸漬步驟);於晶圓10及蝕刻液201靜止的狀態下,對保持在容器210中的晶圓10的表面20照射UV光221的步驟(以下,亦稱為光照射步驟);以及藉由於對表面20照射UV光221之後使容器210旋轉而使蝕刻液201向外周側飛散,從而自容器210排出蝕刻液201的步驟(以下,亦稱為排出步驟)。
圖3的(a)是表示注入浸漬步驟的概略剖面圖。容器210以表面20水平配置的方式、即以晶圓10的表面20與蝕刻液201的表面202平行的方式,保持晶圓10。作為晶圓10的保持機構,例如可使用銷機構,另外例如可使用真空卡盤機構。
作為與直徑2吋(50.8mm)的晶圓10對應的容器210的底面的直徑,例示了70mm。作為與直徑4吋(101.6mm)的晶圓10對應的容器210的底面的直徑,例示了120mm。作為與直徑6吋(152.4mm)的晶圓10對應的容器210的底面的直徑,例示了170mm。
自注入裝置215向容器210中注入蝕刻液201,使晶圓10的表面20浸漬於蝕刻液201中。蝕刻液201的注入較佳為於不驅動旋轉裝置230而使容器210靜止的狀態下進行。於注入蝕刻
液201之後,等待蝕刻液201靜止。
如後所述,於光照射步驟中,自晶圓10的表面20至蝕刻液201的表面202為止的距離L(以下,亦稱為晶圓配置深度L。參照圖2)較佳為1mm以上且10mm以下。因此,注入裝置215以晶圓配置深度L成為1mm以上且10mm以下的方式進行蝕刻液201的注入。
就簡便地獲得適當的晶圓配置深度L的觀點而言,較佳為容器210構成為,於蝕刻液201充滿至容器210的邊緣213的高度為止的狀態下,晶圓配置深度L成為1mm以上且10mm以下(參照圖2)。例如於晶圓10的厚度為0.5mm且欲使晶圓配置深度L為5mm的情況下,若將容器210的自底面211至邊緣213為止的高度、即容器210的深度D設為5.5mm,則藉由將蝕刻液201充滿至容器210的邊緣213的高度為止,可將晶圓配置深度L設為5mm。如此,可簡便地獲得適當的晶圓配置深度L。再者,亦可藉由利用注入裝置215適當調整蝕刻液201的表面202的高度而獲得適當的晶圓配置深度L。
圖3的(b)是表示光照射步驟的概略剖面圖。於光照射步驟中,藉由不旋轉驅動旋轉裝置230而使容器210靜止,於晶圓10及蝕刻液201靜止的狀態下,對晶圓10的表面20照射UV光221。於與蝕刻液201接觸且被UV光221照射的區域、即被蝕刻區域21中,藉由PEC蝕刻來蝕刻III族氮化物。
詳情如後所述,於本實施方式中,藉由UV光221的照
射,由蝕刻液201中包含的過氧二硫酸根離子(S2O8 2-)生成硫酸根離子自由基(SO4 -*自由基)。
於光照射步驟中,晶圓10及蝕刻液201較佳為靜止的狀態。藉此,可抑制SO4 -*自由基向表面20的供給狀態因蝕刻液201的運動而產生偏差,可藉由擴散向表面20供給SO4 -*自由基,因此可於面內均勻地進行PEC蝕刻。
於本實施方式中,藉由利用旋轉裝置230保持容器210,可切換進行光照射步驟中的容器210的靜止動作與後述的排出步驟中的容器210的旋轉動作。
於光照射步驟中,晶圓10的表面20較佳為與蝕刻液201的表面202平行。藉此,可使配置於表面20的上方的蝕刻液201的厚度(即,晶圓配置深度L)均勻,因此可使配置於表面20的上方的蝕刻液201中的SO4 -*自由基的生成、以及基於SO4 -*自由基向表面20的擴散而進行的供給均勻,且可於面內均勻地進行PEC蝕刻。
此處,所謂晶圓10的表面20與蝕刻液201的表面202「平行」,是指晶圓10的表面20與蝕刻液201的表面202所成的角處於0°±2°的範圍內。
於光照射步驟中,晶圓配置深度L例如較佳為1mm以上且10mm以下。若晶圓配置深度L過短,例如小於1mm,則存在表面20上方的蝕刻液201中生成的SO4 -*自由基的量因晶圓配置深度L的變動而變得不穩定的可能性。再者,若晶圓配置深
度L短,則液面的高度的控制變得困難,因此晶圓配置深度L較佳為1mm以上,更佳為3mm以上,進而佳為5mm以上。另外,若晶圓配置深度L過長,例如超過10mm,則於表面20上方的蝕刻液201中,生成對PEC蝕刻無幫助且不必要的大量SO4 -*自由基,因此蝕刻液201的利用效率降低。
於光照射步驟中,UV光221較佳為對晶圓10的表面20的整個面(對在表面20上劃定的各被蝕刻區域21)垂直地照射。即,光照射裝置220較佳為構成為對晶圓10的表面20的整個面垂直地照射UV光221。藉此,可使表面20內的UV光221的照射條件一致,可於面內均勻地進行PEC蝕刻。
此處,所謂相對於表面20「垂直」,是指UV光221相對於表面20所成的角處於90°±2°的範圍內。再者,UV光221更佳為所有光線的方向垂直地一致的平行光,但即使不是平行光(即使為會聚光或擴散光)亦可容許。所謂「垂直地照射」,是指於照射到在表面20上劃定的各被蝕刻區域21的各區域的UV光221中,垂直地照射的成分的強度最高。
將一次光照射步驟稱為一個循環。UV光221的每一個循環的光照射時間可根據在一個循環中利用PEC蝕刻所蝕刻的蝕刻深度來適當設定。
圖3的(c)是表示排出步驟的概略剖面圖。藉由於光照射步驟之後使容器210旋轉而使蝕刻液201向外周側飛散,從而自容器210排出蝕刻液201。例如,例示了以1000轉/分鐘旋轉
20秒的旋轉條件。旋轉條件可適當調整,以便自容器210排出蝕刻液201。
容器210構成為根據旋轉的狀態切換容納蝕刻液201(或後述的後處理液301)的形態與排出的形態。就容易藉由容器210的旋轉而使蝕刻液201向外周側飛散的觀點而言,容器210的內側面212(參照圖2)較佳為包含上方向外周側傾斜的面。藉此,與內側面212包含上方向內周側傾斜的面的情況相比,可抑制如下情況:因離心力而欲向外周側移動的蝕刻液201的運動受到阻礙,其結果蝕刻液201殘留於容器210中,因此可容易自容器210排出蝕刻液201。
此處,所謂容器210的內側面212為「上方向外周側傾斜的面」,是指於容器210中,底面211與內側面212所成的角α(以下,亦簡稱為角α)超過90°且為180°以下。再者,角α亦可根據內側面212內的位置(根據高度)而變化。即,容器210的內側面212可為傾斜程度根據位置(根據高度)而變化的面,亦可為曲面。
就於排出步驟中容易使蝕刻液201向外周側移動的觀點而言,角α例如較佳為120°以上。另一方面,角α越大,構成容器210的內側面212的側面構件210S所佔據的徑向寬度越寬,因此就不使側面構件210S的寬度過寬的觀點而言,角α例如較佳為150°以下。作為內側面212的形狀的一例,可列舉角α在任何位置(任何高度)均一定、例如為135°的形狀。再者,角α可根據
內側面212的底面211的高度下的底面211的直徑、與內側面212的邊緣213的高度下的開口的直徑之差適當設定。
容器210的側面構件210S(參照圖2)例如可與構成容器210的底面211的底面構件210B一體地構成,另外例如亦可作為與底面構件210B分開的構件而安裝於底面構件210B。
圖4的(a)是例示於底面構件210B安裝有側面構件210S的結構的容器210的概略剖面圖。底面構件210B為平板狀的構件,側面構件210S為圓環狀的構件。於安裝於底面構件210B的狀態下,側面構件210S構成呈堤狀突出的結構。本例的側面構件210S包括相較於內側面212而配置於外周側的、具有平坦的上表面的部分,藉由螺絲固定該部分而安裝於底面構件210B。
再者,作為容易藉由容器210的旋轉而使蝕刻液201向外周側飛散的結構,亦可使用其他結構。作為所述其他結構,例如可列舉如下結構,即容器210構成為,容器210的側面部的形態發生變化,以便與光照射步驟相比,於實施排出步驟時,蝕刻液201容易向外周側飛散。圖4的(b)是例示所述結構的容器210的概略剖面圖。於容器210的側面構件210S中,於內側面212的下部形成有連通內側面212與外側面214的孔212H。孔212H配置於沿著容器210的周向離散的位置、例如相對於旋轉軸軸對稱的位置。於容器210的外側面214設置有在容器210靜止時關閉各孔212H的閥構件214v。閥構件214v可以任意方式構成,例如包含橡膠構件。藉由於容器210旋轉時利用離心力推開閥構件
214v,容器210中容納的蝕刻液201通過孔212H向外周側排出(利用虛線表示旋轉時的閥構件214v)。
於自容器210排出蝕刻液201之後,停止容器210的旋轉,結束排出步驟。如此,進行(一次)PEC蝕刻步驟,所述PEC蝕刻步驟包括注入浸漬步驟、光照射步驟及排出步驟的。PEC蝕刻步驟根據於一個循環的光照射步驟中進行蝕刻的蝕刻深度與最終欲達成的蝕刻深度(以下,亦稱為目標蝕刻深度)的關係,可進行一次,亦可進行多次。
於進行多次PEC蝕刻步驟的情況下,依次進行多次注入浸漬步驟、光照射步驟及排出步驟。即,於某次PEC蝕刻步驟中,實施注入浸漬步驟、光照射步驟及排出步驟,於該次排出步驟結束後,開始下一次注入浸漬步驟,並實施該下一次注入浸漬步驟、光照射步驟及排出步驟。
於進行(僅)一次PEC蝕刻步驟的情況下(參照圖6的(a)的上段部分),利用一個循環的光照射步驟,蝕刻至目標蝕刻深度為止。另外,於進行多次PEC蝕刻步驟的情況下、即於進行PEC蝕刻的步進控制的情況下(參照圖6的(b)的上段部分或圖6的(c)的上段部分),利用每一個循環的光照射步驟,對目標蝕刻深度的整體中的部分深度進行蝕刻,且進行多個循環的光照射步驟,藉此蝕刻至目標蝕刻深度為止。
例如,目標蝕刻深度為20nm且PEC蝕刻的蝕刻速率設為0.5nm/分鐘。例如藉由將每一個循環的光照射時間設為40分
鐘,從而利用(僅)一次PEC蝕刻步驟蝕刻至目標蝕刻深度為止。另外,例如藉由將每一個循環的光照射時間例如設為10分鐘,從而利用4次PEC蝕刻步驟蝕刻至目標蝕刻深度為止。另外,例如藉由將每一個循環的光照射時間例如設為1分鐘,從而利用40次PEC蝕刻步驟蝕刻至目標蝕刻深度為止。
進行多次PEC蝕刻步驟、即進行PEC蝕刻的步進控制例如具有以下優點。PEC蝕刻的蝕刻深度可藉由蝕刻時間來控制,藉由蝕刻時間變長,蝕刻深度的誤差容易變大。因此,於利用一次PEC蝕刻蝕刻至目標蝕刻深度為止的情況下,蝕刻深度的誤差容易變大。與此相對,於步進控制中,由於縮短每一次的蝕刻時間且逐漸加深蝕刻深度,因此變得容易進行整體的蝕刻深度的微調整,且變得容易將相對於目標蝕刻深度的誤差抑制得小。
進而,亦變得容易藉由步進控制來抑制蝕刻條件的經時變化。詳情如後所述,伴隨著PEC蝕刻的進行,例如產生蝕刻液201的pH變化等蝕刻條件的變化。於步進控制中,由於在每次的PEC蝕刻步驟中更換蝕刻液201,因此可利用新的蝕刻液201進行PEC蝕刻。藉此,與利用一次PEC蝕刻蝕刻至目標蝕刻深度為止的情況、即不更換蝕刻液201而進行PEC蝕刻的情況相比,可於抑制了蝕刻條件的經時變化的狀態下進行PEC蝕刻。
於藉由以上說明般的一次或多次PEC蝕刻步驟而獲得實施了PEC蝕刻的晶圓10(處理後晶圓10)後,根據所欲獲得的結構體(半導體裝置、MEMS等)的結構,進行其他步驟(電極
形成步驟等)。如此製造結構體。再者,亦可視需要於進行本實施方式的PEC蝕刻步驟之前,對晶圓10進行某些加工(構件的形成、結構的形成等)。即,PEC蝕刻的處理對象物100亦可為已經實施了所述加工者。
其次,對PEC蝕刻的機制等進行更詳細的說明。作為被蝕刻的III族氮化物的例子,列舉GaN進行說明。
PEC蝕刻的蝕刻液201使用鹼性或酸性的蝕刻液201,所述鹼性或酸性的蝕刻液201包含用於生成III族氮化物所含有的III族元素的氧化物的氧,進而包含接收電子的氧化劑,所述III族氮化物構成晶圓10的表面20。
作為該氧化劑,例示了過氧二硫酸根離子(S2O8 2-)。以下,例示了由過氧二硫酸鉀(K2S2O8)供給S2O8 2-的形態,S2O8 2-除此以外例如亦可由過氧二硫酸鈉(Na2S2O8)、過氧二硫酸銨(過硫酸銨、(NH4)2S2O8)等供給。
作為蝕刻液201的第一例,可列舉將氫氧化鉀(KOH)水溶液與過氧二硫酸鉀(K2S2O8)水溶液混合而成的於PEC蝕刻的開始時間點顯示鹼性的蝕刻液。此種蝕刻液201例如藉由將0.01M的KOH水溶液、與0.05M的K2S2O8水溶液以1:1進行混合而製備。KOH水溶液的濃度、K2S2O8水溶液的濃度及該些水溶液的混合比率可視需要而適當調整。再者,混合有KOH水溶液及K2S2O8水溶液的蝕刻液201亦可藉由例如降低KOH水溶液的濃度,而於PEC蝕刻的開始時間點顯示酸性。
對使用第一例的蝕刻液201的情況下的PEC蝕刻機制進行說明。藉由對被蝕刻區域21照射波長為365nm以下的UV光221,而於構成被蝕刻區域21的GaN中,電洞與電子成對生成。藉由所生成的電洞,GaN分解為Ga3+及N2(化1),進而,藉由Ga3+由氫氧化物離子(OH-)所氧化而生成氧化鎵(Ga2O3)(化2)。然後,所生成的Ga2O3溶解於鹼(或酸)中。如此,進行GaN的PEC蝕刻。再者,藉由所生成的電洞與水進行反應,水分解而產生氧(化3)。
另外,藉由K2S2O8溶解於水中而生成過氧二硫酸根離子(S2O8 2-)(化4),藉由對S2O8 2-照射UV光221而生成硫酸根
離子自由基(SO4 -*自由基)(化5)。藉由與電洞成對生成的電子與SO4 -*自由基一併與水進行反應,水分解而產生氫(化6)。如此,本實施方式的PEC蝕刻中,藉由使用SO4 -*自由基,可消耗於GaN中與電洞成對生成的電子,因此可使PEC蝕刻進行。即,可進行不使用如下陰極電極的形態的PEC蝕刻、即無電極PEC蝕刻,所述陰極電極在與延伸至蝕刻液201的外部的配線連接的狀態下浸漬於蝕刻液201中。再者,如(化6)所示,隨著PEC蝕刻的進行,硫酸根離子(SO4 2-)增加,藉此蝕刻液201的酸性增強(pH值降低)。
[化4]K2S2O8 → 2K++S2O8 2-
[化5]S2O8 2-+熱或高壓 → 2SO4 -*
[化6]2SO4 -*+2e-+2H2O(l) → 2SO4 2-+2HO*+H2(g)↑
作為蝕刻液201的第二例,可列舉將磷酸(H3PO4)水
溶液與過氧二硫酸鉀(K2S2O8)水溶液混合而成的於PEC蝕刻的開始時間點顯示酸性的蝕刻液。此種蝕刻液201例如藉由將0.01M的H3PO4水溶液、與0.05M的K2S2O8水溶液以1:1進行混合而製備。H3PO4水溶液的濃度、K2S2O8水溶液的濃度及該些水溶液的混合比率可視需要而適當調整。H3PO4水溶液及K2S2O8水溶液均為酸性,因此混合有H3PO4水溶液及K2S2O8水溶液的蝕刻液201於任意的混合比率下均為酸性。再者,由於K2S2O8水溶液自身顯示酸性,因此作為於蝕刻開始時間點為酸性的蝕刻液201,亦可僅使用K2S2O8水溶液。該情況下,K2S2O8水溶液的濃度例如只要設為0.025M即可。
就容易使用抗蝕劑作為遮罩50的觀點而言,較佳為蝕刻液201自PEC蝕刻的開始時間點起為酸性。原因在於,若蝕刻液201為鹼性,則抗蝕劑遮罩容易剝離。再者,於使用Ti或氧化矽作為遮罩50的情況(或者不使用遮罩50的情況)下,蝕刻液201無論是酸性還是鹼性均無特別的問題。
經推測,於使用第二例的蝕刻液201的情況下的PEC蝕刻機制將對使用第一例的蝕刻液201的情況進行說明的(化1)~(化3)置換為(化7)。即,藉由GaN、由UV光221的照射而生成的電洞、及水進行反應,而生成Ga2O3、氫離子(H+)及N2(化7)。而且,所生成的Ga2O3溶解於酸中。如此,進行GaN的PEC蝕刻。再者,如(化4)~(化6)所示的與電洞成對生成的電子由S2O8 2-所消耗的機制與使用第一例的蝕刻液201的情況
相同。
如(化5)所示,由S2O8 2-來生成SO4 -*自由基的方法可使用UV光221的照射及加熱中的至少一者。於使用UV光221的照射的情況下,為了增大由S2O8 2-所引起的光吸收而有效率地生成SO4 -*自由基,較佳為將UV光221的波長設為200nm以上且小於310nm。即,就有效率地進行如下操作,即,藉由UV光221的照射於晶圓10中使III族氮化物中生成電洞並且於蝕刻液201中由S2O8 2-來生成SO4 -*自由基的觀點而言,較佳為將UV光221的波長設為200nm以上且小於310nm。於藉由加熱而由S2O8 2-來生成SO4 -*自由基的情況下,亦可將UV光221的波長設為(365nm以下且)310nm以上。
於藉由UV光221的照射而由S2O8 2-來生成SO4 -*自由基的情況下,如上所述,晶圓配置深度L例如較佳為設為1mm以上且10mm以下。
PEC蝕刻亦可對所例示的GaN以外的III族氮化物進行。III族氮化物所含有的III族元素可為鋁(Al)、鎵(Ga)及銦(In)中的至少一者。對於III族氮化物中的Al成分或In成分的PEC蝕刻的想法是與參照(化1)及(化2)、或者(化7)來對
Ga成分進行說明的想法相同。即,藉由光221的照射而生成電洞,從而生成Al的氧化物或者In的氧化物,藉由使該些氧化物溶解於鹼或酸,可進行PEC蝕刻。光221的波長可根據作為蝕刻對象的III族氮化物的組成來適當變更。以GaN的PEC蝕刻作為基準,於含有Al的情況下,只要使用更短波長的光即可,於含有In的情況下,亦可利用更長波長的光。即,根據所欲加工的III族氮化物的組成,可適當選擇使用如該III族氮化物被PEC蝕刻般的波長的光。
再者,於將具有半絕緣性基板的磊晶基板作為晶圓10且使用由非導電性材料形成的遮罩50的情況下等,為了促進PEC蝕刻,亦可使用如以下說明般的陰極墊30。圖1的(b)是例示設置有陰極墊30的處理對象物100的概略剖面圖。陰極墊30是由導電性材料形成的導電性構件,且設置成和與被蝕刻區域21電性連接的晶圓10的導電性區域的表面的至少一部分接觸。陰極墊30設置成於PEC蝕刻時陰極墊30的至少一部分、例如上表面與蝕刻液201接觸。
如根據(化1)及(化2)、或者(化7)而理解,認為產生PEC蝕刻的被蝕刻區域21作為消耗電洞的陽極而發揮功能。另外,如根據(化6)而理解,認為與被蝕刻區域21電性連接的導電性構件、即陰極墊30的和蝕刻液201接觸的表面作為消耗(釋放)電子的陰極而發揮功能。如此,藉由使用陰極墊30,亦可促進PEC蝕刻。
<第二實施方式>
其次,對基於第二實施方式的結構體的製造方法進行說明。於第二實施方式中,例示了於第一實施方式中說明的PEC蝕刻步驟之後包括對晶圓10(處理對象物100)進行後處理的步驟(以下,亦稱為後處理步驟)的形態。PEC蝕刻步驟與第一實施方式中說明者相同。
本實施方式的後處理步驟使用第一實施方式中說明的處理裝置200進行(參照圖2)。容器210於保持晶圓10的同時,容納後處理液301。注入裝置215向容器210中注入後處理液301。藉由使用同一處理裝置200進行PEC蝕刻步驟及後處理步驟,可實現生產性的提高。
後處理步驟包括:向保持有藉由PEC蝕刻步驟而實施了PEC蝕刻的晶圓10的容器210中,注入後處理液301,將晶圓10浸漬於後處理液301中的狀態維持規定時間的步驟(以下,亦稱為注入浸漬步驟);以及藉由使容器210旋轉而使後處理液301向外周側飛散,從而自容器210排出後處理液301的步驟(以下,亦稱為排出步驟)。
作為後處理,例如進行清洗,另外,例如進行平坦化蝕刻。平坦化蝕刻的詳情將後述。於進行清洗作為後處理的情況下,可使用清洗液、例如純水作為後處理液301。於進行平坦化蝕刻作為後處理的情況下,作為後處理液301,可使用後述平坦化蝕刻液。
圖5是例示本實施方式的後處理步驟的概略剖面圖。圖
5的(a)是表示注入浸漬步驟的概略剖面圖。自注入裝置215向容器210中注入後處理液301,將晶圓10浸漬於後處理液301中的狀態維持規定時間。藉由將晶圓10浸漬於後處理液301中,對晶圓10進行與後處理液301的種類對應的後處理。於維持將晶圓10浸漬於後處理液301中的狀態的規定期間可根據欲進行的後處理來適當設定。
於注入後處理液301的期間、或者於晶圓10浸漬於後處理液301中的期間,視需要可設為不旋轉驅動旋轉裝置230而使容器210靜止的狀態,亦可設為使旋轉裝置230旋轉驅動而使容器210旋轉的狀態。容器210的旋轉可以維持將晶圓10浸漬於後處理液301中的狀態的程度的(後處理液301不會過度排出的程度的)速度進行。容器210的旋轉方向可設為一個方向,亦可反轉。旋轉方向的反轉(擺動方向的反轉)亦可重覆進行。
例如,於進行清洗或平坦化蝕刻作為後處理時,藉由使容器210旋轉而使後處理液301產生(相對於晶圓10的相對)流動,從而可實現清洗或平坦化蝕刻的效率提高。
於晶圓10浸漬於後處理液301中的期間,後處理液301的注入視需要可停止,亦可間歇地或連續地繼續。於後處理液301的注入繼續的情況下,無法容納在容器210中的量的後處理液301可藉由自容器210溢出而自容器210排出。
例如,於進行清洗或平坦化蝕刻作為後處理時,於晶圓10浸漬於後處理液301中的期間,藉由繼續注入後處理液301而
使容器210內的後處理液301保持新鮮,藉此可實現清洗或平坦化蝕刻的效率提高。
圖5的(b)是表示排出步驟的概略剖面圖。藉由於注入浸漬步驟之後使容器210旋轉而使後處理液301向外周側飛散,從而自容器210排出後處理液301。例如,例示了以1000轉/分鐘旋轉20秒的旋轉條件。旋轉條件可適當調整,以便自容器210排出後處理液301。
於自容器210排出後處理液301之後,停止容器210的旋轉,結束排出步驟。如此,進行(一次)後處理步驟,所述後處理步驟包括注入浸漬步驟及排出步驟的。後處理步驟視需要可進行一次,亦可進行多次。
於進行多次後處理步驟的情況下,依次進行多次注入浸漬步驟及排出步驟。即,於某次後處理步驟中,實施注入浸漬步驟及排出步驟,於該次排出步驟結束後,開始下一次注入浸漬步驟,並實施該下一次注入浸漬步驟及排出步驟。
PEC蝕刻步驟與後處理步驟可適當組合來實施。圖6是概念性地例示實施PEC蝕刻步驟與後處理步驟時的若干個組合的形態的時序圖。
圖6的(a)例示了於進行一次PEC蝕刻步驟之後、即於利用一次PEC蝕刻蝕刻至目標蝕刻深度為止之後,進行一次後處理步驟的形態。
圖6的(b)例示了於進行多次PEC蝕刻步驟之後、即
於利用基於步進控制的PEC蝕刻蝕刻至目標蝕刻深度為止之後,進行一次後處理步驟的形態。
圖6的(c)例示了於進行多次PEC蝕刻步驟時、即於進行基於步進控制的PEC蝕刻時,交替地重覆進行PEC蝕刻步驟與後處理步驟的形態。
再者,每次的後處理步驟中進行的後處理的種類可視需要適當選擇。另外,如圖6的(d)所示,亦可連續地(不夾雜PEC蝕刻步驟)進行多次相同或不同種類的後處理步驟。例如,亦可於進行平坦化蝕刻步驟作為第一後處理步驟之後,進行清洗步驟作為第二後處理步驟。
其次,對平坦化蝕刻進行說明。首先,作為平坦化蝕刻的第一例,例示了於進行一次PEC蝕刻步驟之後、即利用一次PEC蝕刻蝕刻至目標蝕刻深度為止之後,進行一次平坦化蝕刻步驟作為後處理步驟的形態(參照圖6的(a))。
圖7是於第一例中一併表示PEC蝕刻步驟與平坦化蝕刻步驟的晶圓10的概略剖面圖。圖7的(a)表示PEC蝕刻步驟開始前的晶圓10。
圖7的(b)表示PEC蝕刻步驟結束後且平坦化蝕刻步驟開始前的晶圓10(以下,亦稱為PEC處理後晶圓10)。於PEC處理後晶圓10形成有作為實施了PEC蝕刻的表面20的表面120(以下,亦稱為PEC處理後表面120)。
如上所述,位錯以規定的密度分佈於晶圓10的表面
20。於位錯中,由於電洞的壽命短,因此難以產生PEC蝕刻。因此,於PEC處理後表面120的與位錯對應的位置,容易形成凸部122作為PEC蝕刻的溶解殘留部分。即,於PEC蝕刻步驟中,於PEC處理後表面120中(無位錯且進行了PEC蝕刻的部分)形成有藉由被PEC蝕刻而新出現的平坦部121、以及由於與平坦部121相比難以被PEC蝕刻而產生的相對於平坦部121隆起的凸部122。由於凸部122為PEC蝕刻的溶解殘留部分,因此其高度最大亦為PEC蝕刻的蝕刻深度以下。
圖7的(c)表示平坦化蝕刻步驟結束後的晶圓10(以下,亦稱為平坦化處理後晶圓10)。於平坦化處理後晶圓10形成有在PEC處理後表面120實施了平坦化蝕刻的表面130(以下,亦稱為平坦化處理後表面130)。
於平坦化蝕刻中,藉由(相對於平坦部121選擇性地)對形成於PEC處理後表面120的凸部122進行蝕刻來降低凸部122。所謂「平坦化」,是指藉由降低凸部122來使平坦化處理後表面130的平坦性比PEC處理後表面120提高。
作為平坦化蝕刻,例如可使用利用酸性或鹼性的蝕刻液(並非PEC蝕刻)的濕式蝕刻。作為平坦化蝕刻的蝕刻液,例如可使用鹽酸(HCl)水溶液、鹽酸(HCl)與過氧化氫(H2O2)的混合水溶液(鹽酸過氧化氫水)、硫酸(H2SO4)與過氧化氫(H2O2)的混合水溶液(食人魚溶液(Piranha solution))、四甲基氫氧化銨(tetramethylammonium hydroxide,TMAH)水溶液、氟化氫水溶
液(氫氟酸)、氫氧化鉀(KOH)水溶液等。更具體而言,例如使用將30%的HCl與30%的H2O2以1:1混合而成的鹽酸過氧化氫水,進行10分鐘的平坦化蝕刻。
平坦化蝕刻並非PEC蝕刻。因此,於平坦化蝕刻步驟中,不對晶圓10照射UV光。此處,所謂「不照射UV光」,是指不照射如產生不必要的PEC蝕刻般的(強)UV光。
已知難以對GaN等III族氮化物的c面進行蝕刻,但PEC蝕刻無論結晶方位如何均可對III族氮化物進行蝕刻,因此即使為c面亦可進行蝕刻。藉由於自作為c面的晶圓10的表面20的上方照射UV光221的同時進行PEC蝕刻步驟的PEC蝕刻,而自相對於表面20垂直的方向(即,於晶圓10的厚度方向)對構成表面20的III族氮化物進行蝕刻。
與此相對,平坦化蝕刻例如作為使用了鹽酸過氧化氫水等蝕刻液的、並非PEC蝕刻的通常的濕式蝕刻來進行。於通常的濕式蝕刻中,由於III族氮化物的c面難以蝕刻,因此PEC處理後表面120中包含c面的平坦部121不被蝕刻。但是,由於凸部122包含c面以外的結晶面而構成,因此可藉由通常的蝕刻來進行蝕刻。因此,可藉由平坦化蝕刻,相對於平坦部121選擇性地對凸部122進行蝕刻。平坦化蝕刻是對c面以外的結晶面、即與c面交差的結晶面進行蝕刻,自相對於c面不垂直的方向(即,與晶圓10的厚度方向交差的方向(橫向))對凸部122進行蝕刻。
藉由利用平坦化蝕刻降低凸部,可使凸部122接近構成
平坦部121的c面。於凸部122被蝕刻而接近c面時,難以進行蝕刻。因此,於本實施方式的平坦化蝕刻中,可抑制凸部122被過度蝕刻,且於平坦化處理後表面130大致平坦的狀態下,容易結束平坦化蝕刻。
再者,於在異種基板上異質磊晶成長的III族氮化物層層,與在同種基板上同質磊晶成長的III族氮化物層或III族氮化物基板相比,由於位錯密度高,容易形成伴隨著PEC蝕刻步驟的凸部122。因此,於對具有在異種基板上異質磊晶成長的III族氮化物層的晶圓10進行PEC蝕刻步驟的情況下,更佳為進行平坦化蝕刻步驟作為後處理步驟。
其次,作為平坦化蝕刻的第二例,例示了於進行多次PEC蝕刻步驟時、即於進行基於步進控制的PEC蝕刻時,交替地重覆進行PEC蝕刻步驟與作為後處理步驟的平坦化蝕刻步驟的形態(參照圖6的(c))。
圖8是於第二例中一併表示PEC蝕刻步驟與平坦化蝕刻步驟的晶圓10的概略剖面圖。圖8的(a)表示第一次PEC蝕刻步驟開始前的晶圓10。圖8的(b)表示第一次PEC蝕刻步驟結束後的晶圓10。圖8的(c)表示第一次平坦化蝕刻步驟結束後的晶圓10。圖8的(d)表示第二次PEC蝕刻步驟結束後的晶圓10。圖8的(e)表示第二次平坦化蝕刻步驟結束後的晶圓10。
於第二例中,與第一例相比,利用每一次PEC蝕刻步驟進行蝕刻的深度較淺。因此,於第二例(參照圖8的(b)及圖8
的(d))中,與第一例(參照圖7的(b))相比,所形成的凸部122整體較低,且凸部122彼此的高度差小。
因此,於第二例的(每一次的)平坦化蝕刻步驟中,凸部122的蝕刻變得容易,且容易使蝕刻後的凸部122的高度一致。而且,藉由重覆進行多次平坦化蝕刻步驟,可更確實地對凸部122進行蝕刻。藉此,於第二例中,可進一步提高最終獲得的平坦化處理後表面130的平坦性。
於本實施方式中,於藉由PEC蝕刻步驟及後處理步驟而獲得實施了PEC蝕刻及後處理的晶圓10之後,根據所欲獲得的結構體(半導體裝置、MEMS等)的結構,進行其他步驟(電極形成步驟等)。如此製造構造體。
以上,如第一實施方式及第二實施方式中說明般,於容器210被保持為在規定的時間點以規定的速度旋轉的狀態下、即於根據時間點適當地調節容器210的旋轉速度的狀態下,進行PEC蝕刻步驟,另外視需要進行後處理步驟,藉此可順利地製造使用了III族氮化物的結構體。
例如於PEC蝕刻步驟中,藉由於光照射步驟中使容器210靜止,可提高PEC蝕刻的面內均勻性,且藉由於排出步驟中使容器210旋轉,可簡便地自容器210排出蝕刻液201。
另外,例如於後處理步驟中,藉由於注入浸漬步驟中以維持將晶圓10浸漬於後處理液301中的狀態的程度使容器210旋轉,可提高後處理的效率,且藉由於排出步驟中使容器210旋轉,
可簡便地自容器210排出後處理液301。
於PEC蝕刻步驟或後處理步驟結束時,完成了蝕刻液201或後處理液301自容器210的排出。因此,可容易自容器210取出晶圓10。或者,於繼續進行如進行PEC蝕刻步驟或後處理步驟般的步驟的重覆時,可容易地進行下一次步驟開始時的蝕刻液201或後處理液301的注入。
另外,藉由利用高速旋轉而使蝕刻液201或後處理液301在短時間內完全飛散,從而於PEC蝕刻步驟或後處理步驟結束時,可不使液滴殘留於晶圓10上。藉此,可抑制產生蝕刻不均、水斑(water spot)等乾燥不均。
容器210構成為根據旋轉的狀態切換容納蝕刻液201或後處理液301的形態與排出的形態,以便順利地進行該些步驟。
<其他實施方式>
以上,對本發明的實施方式進行了具體說明。然而,本發明並不限定於所述實施方式,可於不脫離其主旨的範圍內進行各種變更、改良、組合等。
處理裝置200亦可視需要包括所述以外的各種構件、機構等。例如,亦可包括如下般的蓋狀構件222(例如對於光221透明的板),所述蓋狀構件222於蝕刻液201等排出時防止飛散的蝕刻液201等附著在光照射裝置220(參照圖2)。另外,例如亦可包括使注入裝置215在注入位置與退避位置之間移動的移動機構。另外,例如亦可包括自動地進行晶圓10向容器210中的容納、
以及自容器210的取出的搬運機構。另外,例如為了使晶圓10乾燥,亦可包括吹附乾燥空氣、氮氣等的噴嘴。另外,例如亦可包括用以使自容器210(即自晶圓10)至光照射裝置220為止的距離(作業距離)可變的高度調節機構225(參照圖2)。高度調節機構225調節光照射裝置220及容器210中的至少一者的高度。藉此,例如藉由於使光照射裝置220的輸出一定的狀態下改變作業距離,可調整照射光強度。另外,例如於在使用水銀燈作為光照射裝置220的光源時光輸出由於經時劣化而降低的情況下,亦可藉由改變作業距離來抑制照射光強度的降低。再者,注入裝置215亦可包括根據注入至容器210中的液體而分別設置的導入管。如後所述,於利用鹽酸過氧化氫水進行起泡清洗的情況下,較佳為於向容器210中注入時混合鹽酸與過氧化氫,因此注入裝置215以包括鹽酸用導入管與過氧化氫用導入管為宜。再者,於欲使晶圓10旋轉乾燥的情況下,亦可將晶圓10載置於可上下移動的其他保持夾具上,在配置於自容器210的底面浮起的位置的狀態下,使其旋轉、乾燥。藉此,可提高自晶圓10的(特別是自晶圓10的背面的)除液性。
再者,於所述第二實施方式中,例示了如下形態:於晶圓10浸漬於後處理液301中的狀態、即晶圓10以沈入的方式浸漬於後處理液301中的狀態下,進行後處理步驟,以便後處理液301自容器210的底面積存到晶圓10的表面20的上方(參照圖5的(a))。後處理步驟亦可以其他形態進行。
圖9是例示後處理步驟的其他形態的概略剖面圖。在該形態中,於向容器210中注入後處理液301(更具體而言,向晶圓10的中心上滴加後處理液301)的同時,使容器210高速旋轉。藉此,藉由於晶圓10的表面20上自中心流向外周側而對後處理有幫助的後處理液301向容器210的外周側飛散而被排出。後處理液301例如可為純水等清洗液,另外,例如可為鹽酸過氧化氫水等平坦化蝕刻液。
如此,亦可於晶圓10以沈入的方式浸漬於後處理液301中的狀態下不進行後處理步驟。再者,於圖9所示的形態中,就後處理液301與晶圓10的表面20接觸的觀點而言,亦可理解為晶圓10浸漬於後處理液301中的狀態。如圖9所示的形態般,亦可同時進行晶圓10浸漬於後處理液301中、以及基於後處理液301的旋轉而進行的排出。可以說圖9所示的形態的後處理步驟亦包括注入浸漬步驟及排出步驟。
再者,例如無論是參照圖5說明的形態,還是例如參照圖9說明的形態,後處理步驟均包括:向保持有藉由PEC蝕刻步驟而實施了PEC蝕刻的晶圓10的容器210中注入後處理液301;以及藉由使容器210旋轉而使後處理液301向外周側飛散,從而自容器210排出後處理液301。
再者,作為平坦化蝕刻,亦可使用所述方法以外的方法。於所述實施方式中,作為平坦化蝕刻,例示了使用利用酸性或鹼性的蝕刻液(並非PEC蝕刻)的濕式蝕刻的形態、即對凸部
122進行化學蝕刻的形態。只要對凸部122進行蝕刻,則平坦化蝕刻的結構並無特別限定。因此,平坦化蝕刻亦可利用基於化學蝕刻以外的其他機制的蝕刻來進行。藉由組合基於多個機制進行的蝕刻,可更有效果地進行平坦化蝕刻。
平坦化蝕刻例如可藉由機械地去除凸部122來進行,作為機械的平坦化蝕刻,例如亦可使用起泡清洗,另外例如亦可使用擦拭清洗。作為起泡清洗的蝕刻液(清洗液),例如可列舉所述實施方式中例示的鹽酸過氧化氫水。於利用鹽酸過氧化氫水對凸部122進行蝕刻時,劇烈地產生氣泡。因此,可藉由氣泡產生所帶來的衝擊破壞並去除凸部122。鹽酸過氧化氫水可以說是化學且機械地蝕刻凸部122的蝕刻液。
<本發明的較佳形態>
以下,對本發明的較佳形態進行附記。
(附記1)
一種結構體的製造方法,包括對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟,所述對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟包括:向保持有至少表面包含III族氮化物的所述蝕刻對象物且可旋轉地被保持的容器中,注入含有接收電子的氧化劑的鹼性或酸性的蝕刻液,使所述表面浸漬於所述蝕刻液中的步驟;於所述蝕刻對象物及所述蝕刻液靜止的狀態下,對保持在所述容器中的所述蝕刻對象物的所述表面照射光的步驟;以及藉由於對所述表面照射所述光之後使所述容器旋轉而使所述
蝕刻液向外周側飛散,從而自所述容器排出所述蝕刻液的步驟。
(附記2)
如附記1所述的結構體的製造方法,其中進行多次對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟。
(附記3)
如附記1或附記2所述的結構體的製造方法,其中於對所述表面照射光的步驟中,於所述蝕刻對象物的所述表面與所述蝕刻液的表面平行的狀態下,對所述蝕刻對象物的所述表面照射所述光。
(附記4)
如附記1至附記3中任一項所述的結構體的製造方法,其中於對所述表面照射光的步驟中,於自所述蝕刻對象物的所述表面至所述蝕刻液的表面為止的距離為1mm以上且10mm以下的狀態下,對所述蝕刻對象物的所述表面照射所述光。
(附記5)
如附記1至附記4中任一項所述的結構體的製造方法,其中於對所述表面照射光的步驟中,對所述表面垂直地照射所述光。
(附記6)
如附記1至附記5中任一項所述的結構體的製造方法,包括對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟,所述對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟包括:向保持有藉由對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟而
實施了光電化學蝕刻的所述蝕刻對象物的所述容器中,注入後處理液,將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的步驟;以及藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液向所述外周側飛散,從而自所述容器排出所述後處理液的步驟。
(附記7)
如附記1至附記5中任一項所述的結構體的製造方法,包括對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟,所述對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟包括:向保持有藉由對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟而實施了光電化學蝕刻的所述蝕刻對象物的所述容器中,注入後處理液;以及藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液向所述外周側飛散,從而自所述容器排出所述後處理液。
(附記8)
如附記6或附記7所述的結構體的製造方法,其中交替地重覆進行對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟、以及對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟。
(附記9)
如附記6至附記8中任一項所述的結構體的製造方法,其中於對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟中,對所述蝕刻對象物進行清洗。
(附記10)
如附記6至附記8中任一項所述的結構體的製造方法,其中
於對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟中,於所述表面形成有藉由被蝕刻而新出現的平坦部、以及由於與所述平坦部相比難以被蝕刻而產生的相對於所述平坦部隆起的凸部,於對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟中,藉由對所述凸部進行蝕刻來降低所述凸部。
(附記11)
如附記10所述的結構體的製造方法,其中所述凸部形成於與構成所述表面的III族氮化物的位錯對應的位置。
(附記12)
如附記6所述的結構體的製造方法,其中於向所述容器中注入所述後處理液且將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的步驟中,藉由(以維持將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態的程度)使所述容器旋轉而使所述後處理液產生(相對於所述蝕刻對象物的相對)流動。
(附記13)
如附記6所述的結構體的製造方法,其中於向所述容器中注入所述後處理液且將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的步驟中,間歇地或連續地繼續向所述容器中注入所述後處理液。
(附記14)
一種結構體的製造裝置,包括:
容器,保持有至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物且可旋轉地被保持(構成為根據旋轉的狀態切換容納蝕刻液的形態與排出的形態);注入裝置,向所述容器中注入含有接收電子的氧化劑的鹼性或酸性的蝕刻液;光照射裝置,對保持在所述容器中的所述蝕刻對象物的所述表面照射光;旋轉裝置,可旋轉地保持所述容器;以及控制裝置,控制所述注入裝置、所述光照射裝置及所述旋轉裝置,以便進行對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理,所述對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理包含:向保持有所述蝕刻對象物的所述容器中,注入所述蝕刻液,使所述表面浸漬於所述蝕刻液中的處理;於所述蝕刻對象物及所述蝕刻液靜止的狀態下,對保持在所述容器中的所述蝕刻對象物的所述表面照射光的處理;以及藉由於對所述表面照射所述光之後使所述容器旋轉而使所述蝕刻液向外周側飛散,從而自所述容器排出所述蝕刻液的處理。
(附記15)
如附記14所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置、所述光照射裝置及所述旋轉裝置,以便進行多次對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理。
(附記16)
如附記14或附記15所述的結構體的製造裝置,其中所述容器以所述蝕刻對象物的所述表面水平配置的方式保持所述蝕刻對象物。
(附記17)
如附記14至附記16中任一項所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置,以便以自所述蝕刻對象物的所述表面至所述蝕刻液的表面為止的距離成為1mm以上且10mm以下的方式向所述容器中注入所述蝕刻液。
(附記18)
如附記14至附記17中任一項所述的結構體的製造裝置,其中所述容器構成為,於所述蝕刻液充滿至所述容器的邊緣的高度為止的狀態下,自所述蝕刻對象物的所述表面至所述蝕刻液的表面為止的距離成為1mm以上且10mm以下。
(附記19)
如附記14至附記18中任一項所述的結構體的製造裝置,其中所述光照射裝置構成為對所述蝕刻對象物的所述表面的整個面垂直地照射所述光。
(附記20)
如附記14至附記19中任一項所述的結構體的製造裝置,其中所述容器的內側面包含上方向所述外周側傾斜的面。
(附記21)
如附記14至附記19中任一項所述的結構體的製造裝置,其
中所述容器構成為,所述容器的側面部的形態發生變化,以便與實施對所述表面照射光的處理時相比,於實施自所述容器排出所述蝕刻液的處理時,所述蝕刻液容易向所述外周側飛散。
(附記22)
如附記14至附記21中任一項所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置及所述旋轉裝置,以便進行對所述蝕刻對象物進行後處理的處理,所述對所述蝕刻對象物進行後處理的處理包含:向保持有藉由對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理而實施了光電化學蝕刻的所述蝕刻對象物的所述容器中,注入後處理液,將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的處理;以及藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液向所述外周側飛散,從而自所述容器排出所述後處理液的處理。
(附記23)
如附記14至附記21中任一項所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置及所述旋轉裝置,以便進行對所述蝕刻對象物進行後處理的處理,所述對所述蝕刻對象物進行後處理的處理包含:向保持有藉由對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理而實施了光電化學蝕刻的所述蝕刻對象物的所述容器中,注入後處理液;以及藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液向所述外周側飛
散,從而自所述容器排出所述後處理液。
(附記24)
如附記22或附記23所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置、所述光照射裝置及所述旋轉裝置,以便交替地重覆進行對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理、以及對所述蝕刻對象物進行後處理的處理。
(附記25)
如附記22所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述旋轉裝置,以便於向所述容器中注入所述後處理液且將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的處理中,藉由(以維持將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態的程度)使所述容器旋轉而使所述後處理液產生(相對於所述蝕刻對象物的相對)流動。
(附記26)
如附記22所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置,以便於向所述容器中注入所述後處理液且將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的處理中,間歇地或連續地繼續向所述容器中注入所述後處理液。
10:蝕刻對象物(晶圓)
20:(蝕刻對象物的)表面
100:處理對象物
201:蝕刻液
202:蝕刻液的表面
210:容器
215:注入裝置
220:光照射裝置
221:UV光
230:旋轉裝置
Claims (17)
- 一種結構體的製造方法,包括對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟,所述對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟包括: 向保持有至少表面包含III族氮化物的所述蝕刻對象物且可旋轉地被保持的容器中,注入含有接收電子的氧化劑的鹼性或酸性的蝕刻液,使所述表面浸漬於所述蝕刻液中的步驟; 於所述蝕刻對象物及所述蝕刻液靜止的狀態下,對保持在所述容器中的所述蝕刻對象物的所述表面照射光的步驟;以及 藉由於對所述表面照射所述光之後使所述容器旋轉而使所述蝕刻液向外周側飛散,從而自所述容器排出所述蝕刻液的步驟。
- 如請求項1所述的結構體的製造方法,其中進行多次對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟。
- 如請求項1所述的結構體的製造方法,包括對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟,所述對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟包括: 向保持有藉由對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟而實施了光電化學蝕刻的所述蝕刻對象物的所述容器中,注入後處理液,將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的步驟;以及 藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液向所述外周側飛散,從而自所述容器排出所述後處理液的步驟。
- 如請求項1所述的結構體的製造方法,包括對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟,所述對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟包括:向保持有藉由對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟而實施了光電化學蝕刻的所述蝕刻對象物的所述容器中,注入後處理液;以及藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液向所述外周側飛散,從而自所述容器排出所述後處理液。
- 如請求項3或請求項4所述的結構體的製造方法,其中交替地重覆進行對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟、以及對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟。
- 如請求項3或請求項4所述的結構體的製造方法,其中於對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟中,對所述蝕刻對象物進行清洗。
- 如請求項3或請求項4所述的結構體的製造方法,其中於對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的步驟中,於所述表面形成有藉由被蝕刻而新出現的平坦部、以及由於與所述平坦部相比難以被蝕刻而產生的相對於所述平坦部隆起的凸部, 於對所述蝕刻對象物進行後處理的步驟中,藉由對所述凸部進行蝕刻來降低所述凸部。
- 如請求項3所述的結構體的製造方法,其中於向所述容器中注入所述後處理液且將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的步驟中, 藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液產生流動。
- 一種結構體的製造裝置,包括: 容器,保持有至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物且可旋轉地被保持; 注入裝置,向所述容器中注入含有接收電子的氧化劑的鹼性或酸性的蝕刻液; 光照射裝置,對保持在所述容器中的所述蝕刻對象物的所述表面照射光; 旋轉裝置,可旋轉地保持所述容器;以及 控制裝置,控制所述注入裝置、所述光照射裝置及所述旋轉裝置,以便進行對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理,所述對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理包含: 向保持有所述蝕刻對象物的所述容器中,注入所述蝕刻液,使所述表面浸漬於所述蝕刻液中的處理; 於所述蝕刻對象物及所述蝕刻液靜止的狀態下,對保持在所述容器中的所述蝕刻對象物的所述表面照射光的處理;以及 藉由於對所述表面照射所述光之後使所述容器旋轉而使所述蝕刻液向外周側飛散,從而自所述容器排出所述蝕刻液的處理。
- 如請求項9所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置、所述光照射裝置及所述旋轉裝置,以便進行多次對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理。
- 如請求項9或請求項10所述的結構體的製造裝置,其中所述容器構成為,於所述蝕刻液充滿至所述容器的邊緣的高度為止的狀態下,自所述蝕刻對象物的所述表面至所述蝕刻液的表面為止的距離成為1 mm以上且10 mm以下。
- 如請求項9或請求項10所述的結構體的製造裝置,其中所述容器的內側面包含上方向所述外周側傾斜的面。
- 如請求項9或請求項10所述的結構體的製造裝置,其中所述容器構成為,所述容器的側面部的形態發生變化,以便與實施對所述表面照射光的處理時相比,於實施自所述容器排出所述蝕刻液的處理時,所述蝕刻液容易向所述外周側飛散。
- 如請求項9或請求項10所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置及所述旋轉裝置,以便進行對所述蝕刻對象物進行後處理的處理,所述對所述蝕刻對象物進行後處理的處理包含: 向保持有藉由對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理而實施了光電化學蝕刻的所述蝕刻對象物的所述容器中,注入後處理液,將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的處理;以及 藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液向所述外周側飛散,從而自所述容器排出所述後處理液的處理。
- 如請求項9或請求項10所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置及所述旋轉裝置,以便進行對所述蝕刻對象物進行後處理的處理,所述對所述蝕刻對象物進行後處理的處理包含:向保持有藉由對蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理而實施了光電化學蝕刻的所述蝕刻對象物的所述容器中,注入後處理液;以及藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液向所述外周側飛散,從而自所述容器排出所述後處理液。
- 如請求項14所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述注入裝置、所述光照射裝置及所述旋轉裝置,以便交替地重覆進行對所述蝕刻對象物進行光電化學蝕刻的處理、以及對所述蝕刻對象物進行後處理的處理。
- 如請求項14所述的結構體的製造裝置,其中所述控制裝置控制所述旋轉裝置,以便於向所述容器中注入所述後處理液且將所述蝕刻對象物浸漬於所述後處理液中的狀態維持規定時間的處理中, 藉由使所述容器旋轉而使所述後處理液產生流動。
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JP2019162205A JP7221177B2 (ja) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 構造体の製造方法および製造装置 |
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JP2008527717A (ja) | 2005-01-11 | 2008-07-24 | セミエルイーディーズ コーポレーション | 粗くすることにより改良された光抽出を有する発光ダイオード |
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JP2008527717A (ja) | 2005-01-11 | 2008-07-24 | セミエルイーディーズ コーポレーション | 粗くすることにより改良された光抽出を有する発光ダイオード |
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