一种缓释型硅斑蚀刻剂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110885979A(43)申请公布日2020.03.17(21)申请号201911283693.9(22)申请日2019.12.13(71)申请人湖北兴福电子材料有限公司地址443007湖北省宜昌市猇亭区猇亭大道66-3号(72)发明人李少平郝晓斌尹印贺兆波张庭万杨阳徐子豪冯凯王书萍张演哲蔡步林(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人成钢(51)Int.Cl.C23F1/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种缓释型硅斑蚀刻剂(57)摘要本发明涉及一种缓释型硅斑蚀刻剂。所述硅斑蚀刻剂主要用于处理晶圆表面残留硅斑，组成包括以下按重量百分比含量计的成分：60~80%的酸性剂、1~5%的氧化剂、1~5%的氢氟酸缓释剂，0.1~1%的浸润剂及超纯水。晶圆制造过程中部分工序需进行金属膜层的腐蚀形成金属互联线，这些金属膜层由金属-硅靶材溅射而成，金属腐蚀后会在晶圆表面形成硅斑残留，后续工艺要求在去除这些硅斑的同时，尽量不腐蚀晶圆表面其他膜层。该蚀刻剂针对性的蚀刻结构较疏松的硅斑，其中浸润剂增加了硅斑与蚀刻液的接触面积，避免蚀刻残留；氢氟酸缓释剂保证氢氟酸浓度维持在一定范围内，在稳定去除硅斑残留的同时避免对其余氧化硅、多晶硅或金属铝膜层造成腐蚀。CN110885979ACN110885979A权利要求书1/1页1.一种缓释型硅斑蚀刻剂，其特征在于：所述蚀刻剂主要成分包含60~80wt%的酸性剂、1~5wt%的氧化剂、1~5wt%的氢氟酸缓释剂、0.1~1wt%的浸润剂，其余为水。2.根据权利要求1所述的缓释型硅斑蚀刻剂，其特征在于：所述的酸性剂为甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸中的一种。3.根据权利要求2所述的缓释型硅斑蚀刻剂，其特征在于：所述的氧化剂包括次氯酸、氯酸、高氯酸、次溴酸、溴酸、高溴酸、高锰酸中的至少一种。4.根据权利要求3所述的缓释型硅斑蚀刻剂，其特征在于：所述氢氟酸缓释剂为氢氟酸与氢氟酸载体的缓冲液，氢氟酸载体与氢氟酸的比例为1~9:1。5.根据权利要求4所述的缓释型硅斑蚀刻剂，其特征在于：所述氢氟酸载体为氟钛酸、氟锆酸、氟钽酸中的一种。6.根据权利要求5所述的缓释型硅斑蚀刻剂，其特征在于：所述浸润剂为N-辛基吡咯烷酮、聚氧乙烯烷醇酰胺中的一种。7.根据权利要求1所述的缓释型硅斑蚀刻剂，其特征在于：所述原料均为电子级，所述水为25℃下电阻率为15-18MΩ*cm的超纯水。2CN110885979A说明书1/4页一种缓释型硅斑蚀刻剂技术领域[0001]本发明属于电子化学品领域，具体涉及一种缓释型硅斑蚀刻剂。背景技术[0002]金属互联是在集成电路片上淀积金属薄膜，并通过蚀刻形成布线，把互相隔离的元件按一定要求互连成所需电路的工艺，在半导体集成电路的制造和封装方面铝是最常用的互连金属材料，但是铝和硅接触存在发生固固扩散、电阻偏大、发生电迁徙等现象，容易造成电路失效，为改善铝导线的性能，目前部分工艺采用铝-硅合金来代替单一金属铝布线。[0003]铝-硅合金薄膜一般由铝-硅靶材溅射而成，在工艺过程中需通过蚀刻铝-硅合金薄膜形成金属互连线完成电路的接通。铝-硅合金薄膜在被腐蚀后会在晶圆表面形成硅斑残留，为不影响后续工艺的进行，必须去除这些硅斑，在去除过程中要尽量做到硅斑无残留且不腐蚀晶圆表面其他膜层(如铝-硅膜层、二氧化硅膜层及多晶硅膜层等)。[0004]目前业界对铝-硅合金薄膜的蚀刻主要是采用干法蚀刻和湿法蚀刻，干法蚀刻直接去除铝-硅合金，具有选择性高、蚀刻无硅斑残留的优点，但是生产成本高；湿法蚀刻先用铝蚀刻液腐蚀铝-硅合金中的铝成分，残留的硅斑再用硅蚀刻液去除，现有硅蚀刻液主要采用硝酸-氢氟酸体系，存在使用寿命短、蚀刻选择性低的缺点，在蚀刻硅斑时容易产生残留或者过蚀刻其他膜层导致芯片电路失效良率降低。发明内容[0005]本发明针对现有半导体集成电路工艺中铝-硅薄膜干法蚀刻成本过高和湿法硅斑蚀刻液使用寿命短，选择性较低造成蚀刻异常的问题，目的在于提供一种速率稳定可控、具有较高蚀刻选择性、较长使用寿命的缓释型硅斑蚀刻剂。[0006]为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：[0007]一种缓释型硅斑蚀刻剂，主要成分包括占蚀刻剂总重量60～80％的酸性剂、1～5％的氧化剂、1～5％的氢氟酸缓释剂、0.1～1％的浸润剂，余量为水。[0008]上述方案中，所述的酸性剂为甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸中的一种，主要用于营造酸性氛围，使蚀刻反应易于发生。[0009]上述方案中，所述的氧化剂包括次氯酸、氯酸、高氯酸、次溴酸、溴酸、高溴酸、高锰酸中的至少一种，用于将硅斑氧化成二氧化硅。[0010]上述方案中，所述的氢氟酸缓释剂为