[發(fā)明專利]高選擇比氮化硅蝕刻液、其制備方法及應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010822544.1
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111961472B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 王溯;孫紅旗;季崢;劉金霞;黃桂華;張怡
• 申請（專利權）人: 上海新陽半導體材料股份有限公司
• 主分類號: C09K13/06
• 分類號: C09K13/06;H01L21/311
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛(wèi)彬;陳卓

本發(fā)明公開了一種高選擇比氮化硅蝕刻液、其制備方法及應用。該蝕刻液包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：75％?85％的磷酸、0.1％?12％的化合物A和3％?24％的水，所述的質(zhì)量分數(shù)為各組分質(zhì)量占各組分總質(zhì)量的百分比。本發(fā)明的蝕刻液對氧化硅和氮化硅的蝕刻速率選擇比適當、能夠選擇性地去除氮化物膜、提升蝕刻液的壽命且能適應層疊結構層數(shù)的增加。

技術領域

本發(fā)明涉及一種高選擇比氮化硅蝕刻液、其制備方法及應用。

背景技術

諸如氧化硅(SiO₂)膜的氧化物膜和諸如氮化硅(SiNx)膜的氮化物膜是代表性的絕緣體膜，并且在半導體制造過程中，氧化硅膜或氮化硅膜可單獨使用或以層疊體(laminate)的形式使用，在層疊體中一層或多層薄膜交替堆疊。此外，氧化物膜或氮化物膜也用于形成諸如金屬布線的導電圖案的硬掩模。

在用于去除氮化物膜的濕式蝕刻工藝中，通常使用磷酸水溶液。單獨的磷酸水溶液存在很多問題，諸如：氧化硅和氮化硅的蝕刻速率選擇比不當，工藝過程中短時間內(nèi)溶液中顆粒和沉淀較多，導致藥水壽命短，無法適應層疊結構的層數(shù)增加等。

為了解決這些問題，亟需考慮在磷酸水溶液中增加添加劑，以提升磷酸水溶液的蝕刻能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有的去除氮化物膜的濕式蝕刻工藝中使用磷酸水溶液進行蝕刻時，氧化硅和氮化硅的蝕刻速率選擇比不當、工藝過程中短時間內(nèi)溶液中顆粒和沉淀較多導致藥水壽命短、無法適應層疊結構的層數(shù)增加等缺陷，而提供了一種高選擇比氮化硅蝕刻液、其制備方法及應用。使用該蝕刻液進行蝕刻時氧化硅和氮化硅的蝕刻速率選擇比適當、能夠選擇性地去除氮化物膜、提升蝕刻液的壽命且能適應層疊結構層數(shù)的增加。

本發(fā)明通過以下技術方案來解決上述技術問題。

本發(fā)明提供了一種蝕刻液組合物，其包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：75％-85％的磷酸、0.1％-12％的化合物A和3％-24％的水，所述的質(zhì)量分數(shù)為各組分質(zhì)量占各組分總質(zhì)量的百分比；

在上述蝕刻液組合物中，所述的水可為去離子水、蒸餾水、純水和超純水中的一種或多種。

在上述蝕刻液組合物中，所述的蝕刻液組合物可為用于蝕刻氮化硅膜的蝕刻液組合物。所述的蝕刻可在氧化硅膜存在下進行。所述的氮化硅膜可為在圖案化的硅半導體晶片上形成的氮化硅膜。所述的氮化硅膜的厚度可為所述的氧化硅膜可為在圖案化的硅半導體晶片上形成的氧化硅膜。所述的氧化硅膜的厚度可為

在一個實施方案中，當所述的蝕刻在氧化硅膜存在下進行時，所述的氧化硅膜和所述的氮化硅膜為氧化硅膜和氮化硅膜的層疊結構。所述的層疊結構中，所述的氧化硅膜的厚度可為所述的氮化硅膜的厚度可為所述的層疊結構中，所述的層疊結構的層數(shù)可為10～200層，例如32層、64層、128層或192層。

在上述蝕刻液組合物中，所述的磷酸的質(zhì)量分數(shù)可為77％、78％、81％、84％或85％。

在上述蝕刻液組合物中，所述的化合物A的質(zhì)量分數(shù)可為0.5％-10％，例如1.0％-9.5％，還例如4.5％。

在上述蝕刻液組合物中，所述的蝕刻液組合物可僅包含所述的磷酸、所述的化合物A和所述的水。

在上述蝕刻液組合物中，所述的蝕刻液組合物可由以下任一方案組成：

方案一：

所述的蝕刻液組合物由4.50％的化合物A、81％的磷酸和14.5％的水組成；

方案二：

所述的蝕刻液組合物由1.0％的化合物A、84％的磷酸和15％的水組成；

方案三：