[發明專利]一種3D NAND結構片干法蝕刻后的深溝槽清洗液

有效

• 申請號: 202011395597.6
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112592777B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 馮凱;賀兆波;王書萍;張庭;尹印;萬楊陽;鐘昌東;李鑫;倪高國
• 申請（專利權）人: 湖北興福電子材料有限公司
• 主分類號: C11D7/32
• 分類號: C11D7/32;C11D7/08;C11D7/60;C07F7/10
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明公開了一種3D NAND結構片干法蝕刻后的深溝槽清洗液，該清洗液的主要成分包括占清洗液10?40質量%硝酸、0.1?0.5質量%氫氟酸、0.01?0.5質量%氟硅改性仲胺類有機物，0.1?5質量%醇胺類緩蝕劑，其余為水。該清洗液能將3D NAND結構片干法蝕刻的深溝槽深寬比80:1及以下的深溝槽側壁聚合物殘渣快速清洗干凈。

技術領域

本發明屬于電子化學品領域，具體涉及3D NAND結構片干法蝕刻后的深溝槽清洗液

背景技術

3D NAND存儲芯片相較于平面結構的NAND儲存容量成倍增加，3D NAND存儲芯片的堆疊層數越高，存儲容量越大，進而帶來更大的成本節約、能耗降低。3D NAND存儲芯片也由最初的32層堆疊發展到了現在128層堆疊，并已經向著196層堆疊進發。

在3D NAND存儲芯片制備工藝中，須采用干法蝕刻出深溝槽，以便后續的選擇性蝕刻工藝。3D NAND存儲芯片的堆疊層數越高，則干法蝕刻出深溝槽的深寬比越大，在196層堆疊的3D NAND結構片中，干法蝕刻出深溝槽的深寬比已達到50:1。在干法蝕刻后，深溝槽側壁和底部會殘留光阻與含F蝕刻氣體所產生的CFχ聚合物殘渣。由于其具有極低表面能，在深溝槽中較難被浸潤，特別是深溝槽的深寬比很大時，難以被現有的清洗液清洗干凈，對高堆疊層數3D NAND存儲芯片后續工藝帶來很大阻礙。

發明內容

本發明針對現有清洗液在深寬比50:1及以上的3D NAND結構片干法蝕刻后深溝槽清洗中的不足，目的在于提供一種3D NAND結構片干法蝕刻后的深溝槽清洗液。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種3D NAND結構片干法蝕刻后的深溝槽清洗液，該清洗液主要成分包含10-40質量％硝酸、0.1-0.5質量％氫氟酸、0.01-0.5質量％氟硅改性仲胺類有機物，0.1-5質量％醇胺類緩蝕劑，其余為水。

上述方案中，所述的3D NAND結構片干法蝕刻的深溝槽深寬比＞50:1。

上述方案中，所述的清洗液為金屬雜質(如Fe、Na、Cr、Ni、K、Ag等)含量＜10ppb的電子級產品。

上述方案中，所述氟硅改性仲胺類有機物的通式如式(1)所示

式(1)：

其中D基團如式(2)所示：

式(2)：其中n為0-12的整數，m、p為小于12的正整數。

上述方案中，所述醇胺類緩蝕劑為六甲醇基三聚氰胺、二甲氨基乙醇、二乙氨基乙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、N-羥甲基-3,4,5,6-四氫鄰苯二甲酰亞胺中的一種或幾種的混合物。

上述方案中，所述的清洗液配置順序為：先將氫氟酸、水、氟硅改性仲胺類有機物以及醇胺類緩蝕劑混合均勻后再添加硝酸混勻。

本發明的有益效果：

(1)3D NAND結構片干法蝕刻后的深溝槽側壁為SiO₂與Si₃N₄的層狀堆疊結構，本發明的清洗液對SiO₂與Si₃N₄層的蝕刻速率均極低(小于1A/min)且40秒內可以將側壁聚合物殘渣清洗干凈，對3D NAND結構層不會造成影響。

(2)本發明的清洗液中氟硅改性仲胺類有機物極大的降低了清洗液的表面張力，清洗液對SiO₂與Si₃N₄以及低表面能的CFχ聚合物膜均有良好的浸潤性，能在短時間內將深寬比小于80:1的深溝槽清洗干凈，沒有聚合物殘渣的殘留。