[發(fā)明專利]一種低選擇性的BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011181031.3
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112410036B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張庭;賀兆波;郝曉斌;李鑫;萬楊陽;王書萍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北興福電子材料有限公司
• 主分類號: C09K13/08
• 分類號: C09K13/08;C09K13/10;H01L21/311
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明公開了一種低選擇性的BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻液，主要成分包括氫氟酸、有機溶劑、含氟化合物、胺類。本發(fā)明的蝕刻液中氫氟酸用于蝕刻BPSG和PETEOS薄膜；有機溶劑用于降低蝕刻液對BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻速率，使蝕刻反應(yīng)易于控制；含氟化合物作為氟離子緩釋劑，提供氟離子，穩(wěn)定蝕刻液的蝕刻速率和延長蝕刻液的使用壽命；胺類用于降低BPSG薄膜的蝕刻速率，使BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻速率選擇比接近于1。本發(fā)明所述的蝕刻液能夠使BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻速率選擇比穩(wěn)定在1.1±0.2。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工業(yè)中介電層的蝕刻加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說涉及一種低選擇性的BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻液。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造工業(yè)中，介電層薄膜的生長是一種添加制程，使金屬層與金屬層之間，金屬層與有源器件之間提供可靠地絕緣保護。當(dāng)有源器件在晶圓的表面制作完成后，在金屬沉積前，會沉積介電層，一般介電層ILD的形成層次為①SiON層沉積(用來避免上層B、P滲入器件)；②BPSG(摻有硼、磷的硅玻璃即硼磷硅玻璃)層沉積；③PETEOS(等離子體增強正硅酸乙酯)層沉積；最后再經(jīng)ILD Oxide CMP(SiO2的化學(xué)機械研磨)來做平坦化。

在使用蝕刻液進行蝕刻時(見附圖1)，由于BPSG的蝕刻速率比PETEOS快，隨著蝕刻的進行BPSG層會出現(xiàn)側(cè)掏現(xiàn)象(見附圖2)，影響后續(xù)的金屬沉積制程。本發(fā)明為了解決BPSG側(cè)掏問題，開發(fā)了一種蝕刻液，能夠使BPSG和PETEOS的蝕刻速率選擇比接近于1，使BPSG和PETEOS以等同的蝕刻速率進行蝕刻，蝕刻效果見附圖3，同時也能穩(wěn)定控制蝕刻液的蝕刻速率、延長蝕刻液的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠降低BPSG薄膜的蝕刻速率，使BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻速率選擇比接近于1的蝕刻液，解決由于BPSG層蝕刻過快而出現(xiàn)的側(cè)掏問題。

本發(fā)明涉及一種BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻液，所述蝕刻液的組成包括：占蝕刻液總重量0.01-3％的氫氟酸、10-50％的有機溶劑、1-20％的含氟化合物、0.01-2％的胺類。

進一步地，本發(fā)明涉及上述蝕刻液，氫氟酸原始濃度為48-50％。

進一步地，本發(fā)明涉及上述蝕刻液，有機溶劑為選自甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、丙三醇、二乙二醇、三乙二醇、環(huán)己醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單正丁醚、乙烯乙二醇醚等中的至少一種。

進一步地，本發(fā)明涉及上述蝕刻液，含氟化合物為選自氟化氫銨、氟化銨、氟硼酸、四甲基氟化銨、全氟辛酸、氟硼酸銨、三氟乙酸乙酯、對氟苯乙烯等中的至少一種。

進一步地，本發(fā)明涉及上述蝕刻液，胺類為選自二烯丙基胺、二正丙胺、二異丁胺、二正丁胺、2-乙基己胺、二異丙胺、1,2-二甲基丙胺、仲丁胺、1,5-二甲基己胺、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、三乙烯二胺、嗎啡啉、環(huán)己胺等中的至少一種。

進一步地，本發(fā)明涉及上述蝕刻液，所述的氫氟酸用于蝕刻BPSG和PETEOS薄膜；有機溶劑用于降低蝕刻液對BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻速率，使蝕刻反應(yīng)易于控制；含氟化合物作為氟離子緩釋劑，提供氟離子穩(wěn)定蝕刻液的蝕刻速率和延長蝕刻液的使用壽命；胺類用于降低BPSG薄膜的蝕刻速率，使BPSG和PETEOS薄膜的蝕刻速率選擇比接近于1。

進一步地，本發(fā)明涉及上述蝕刻液，其蝕刻速率選擇比為1.1±0.2。

進一步地，本發(fā)明涉及上述蝕刻液，蝕刻溫度為15-30℃，蝕刻時間為1-8min。

本發(fā)明中蝕刻速率的驗證使用橢圓偏振光譜儀對蝕刻前后的膜層厚度進行量測，根據(jù){(蝕刻前厚度-蝕刻后厚度)/蝕刻時間}計算蝕刻速率，通過公式①計算蝕刻速率選擇比。