一種化學(xué)蝕刻組合物及其應(yīng)用制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種化學(xué)蝕刻組合物，包括磷酸、硅基有機(jī)酸化合物和去離子水。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)高選擇性蝕刻組合物，相對(duì)于氧化物膜選擇性地蝕刻氮化物膜，且操作窗口大，在化學(xué)蝕刻領(lǐng)域具有廣闊的使用前景。廣闊的使用前景。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種化學(xué)蝕刻組合物及其應(yīng)用


[0001]本專(zhuān)利技術(shù)涉及化學(xué)蝕刻
，具體涉及一種化學(xué)蝕刻組合物及其應(yīng)用。

技術(shù)介紹

[0002]在半導(dǎo)體制造工藝中，氮化物層與氧化物層已經(jīng)被用作絕緣層，其中作為代表性的是氮化硅層(SiN
x
)和氧化硅層(SiO2)，可以被獨(dú)立或者相互交替堆疊形成絕緣層；也可以用作硬質(zhì)掩膜以形成金屬互連的導(dǎo)電圖案。采用濕法蝕刻工藝來(lái)去除氮化物層，蝕刻劑的選擇性是一個(gè)重要考慮因素。理想的蝕刻劑需要具備對(duì)被蝕刻層的蝕刻速率遠(yuǎn)大于對(duì)其他層的蝕刻速率的高選擇性。專(zhuān)利技術(shù)的公開(kāi)提供了一種用于選擇性去除氮化硅并使得氧化硅蝕刻速率最小化的蝕刻組合物，解決了氧化硅再生長(zhǎng)的問(wèn)題，同時(shí)避免了在基底形成顆粒，操作窗口較大，對(duì)氮化硅的選擇性蝕刻具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0003]為解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種化學(xué)蝕刻組合物。具體包括磷酸、硅基有機(jī)酸和去離子水，所述硅基有機(jī)酸由有機(jī)酸與硅烷化合物反應(yīng)制備。
[0004]優(yōu)選的，所述磷酸的質(zhì)量百分比含量為68wt％
?
95.9wt％。
[0005]優(yōu)選的，所述磷酸的質(zhì)量百分比含量為76.5wt％
?
91.5wt％。
[0006]優(yōu)選的，所述硅基有機(jī)酸的質(zhì)量百分比含量為0.1wt％
?
10wt％。
[0007]優(yōu)選的，所述硅基有機(jī)酸的質(zhì)量百分比含量為0.1wt％
?
5.0wt％。
[0008]優(yōu)選的，所述去離子水的質(zhì)量百分比含量為4wt％
?
31.9wt％。
[0009]優(yōu)選的，所述有機(jī)酸選自甲酸、乙酸、乙酸酐、丙二酸、丁二酸、草酸、苯甲酸、苯甲酸酐、乙二胺四乙酸、甲基磷酸、氨甲基磷酸、乙烯基磷酸、乙二胺四甲基次膦酸、氨基三甲基次膦酸、羥基乙叉二膦酸、磺酸、甲基磺酸、氨基磺酸、檸檬酸和酒石酸中的一種以或多種。
[0010]優(yōu)選的，所述硅烷化合物的化學(xué)式為：
[0011][0012]其中，R1、R2、R3選自氫原子、氟或氯或溴、羥基、C1?
C4烷基、C3?
C6環(huán)烷基、C1?
C4烷氧基、C1?
C4胺基烷基、C1?
C4胺基烷氧基、C2?
C4酰基、C2?
C4酰氧基、羥基取代的C1?
C4烷基、氟或氯或溴取代的C1?
C4烷基、C2?
C4烯基、C2?
C4炔基、芳基；
[0013]R4選自含N或O或S雜原子基團(tuán)或不存在；
[0014]R5選自選自氫原子、羥基、鹵素、烯基、炔基、氰基、羧基、異氰酸基、脲基、胍基、二硫代碳酸基、甲基丙烯酸基、C2?
C4酰基、C2?
C4酰氧基、C2?
C4酰胺基、C2?
C4酯基、C2?
C4酰氯基、C1?
C4磺基、C1?
C4砜基、磷酸酯基、氧雜或氮雜環(huán)烷基、琥珀酸酐基、酸酐基、C1?
C4烷基銨鹽基；x，y分別選自0、1、2、3或4。
[0015]優(yōu)選的，所述硅烷化合物選自硅基磷酸酯、硅基硼酸酯、三(三甲基硅氧基)苯基硅烷、三(3
?
(三甲氧基硅基)丙基)異氰脲酸酯、三(3
?
(三乙氧基硅基)丙基)異氰脲酸酯、四(三甲基硅氧基)硅烷、四(二甲基硅氧基)硅烷、磷酰烷基硅烷及其反應(yīng)產(chǎn)物中的一種或多種。
[0016]優(yōu)選的，所述硅基硼酸酯包含三(三甲基硅基)硼酸酯、三(三乙基硅基)硼酸酯、三(三甲氧基硅基)硼酸酯、三(三乙氧基硅基)硼酸酯、三(乙烯基二甲基硅基)硼酸酯、三(三羥基硅基)硼酸酯、二(三甲基硅基)硼酸酯、二(三乙基硅基)硼酸酯、二(三甲氧基硅基)硼酸酯、二(三乙氧基硅基)硼酸酯、二(乙烯基二甲基硅基)硼酸酯、二(三羥基硅基)硼酸酯、單(三甲基硅基)硼酸酯、單(三乙基硅基)硼酸酯、單(三甲氧基硅基)硼酸酯、單(三乙氧基硅基)硼酸酯、單(乙烯基二甲基硅基)硼酸酯、單(三羥基硅基)硼酸酯、2
?
三甲基硅基
?1?
乙基硼酸二乙醇胺酯、2
?
(三甲基硅基) 乙烯硼酸頻哪醇酯、2
?
三甲基硅基
?1?
乙基硼酸頻哪醇酯、(二甲基苯硅烷基)硼酸頻那醇酯、4
?
(三甲硅基)苯硼酸中的一種或多種；
[0017]所述硅基磷酸酯選自三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三乙基硅基)磷酸酯、三(三丙基硅基)磷酸酯、三(三甲氧基硅基)磷酸酯、三(三乙氧基硅基)磷酸酯、三(三丙氧基硅基)磷酸酯、雙(三甲基硅基)磷酸氫酯、三(三甲基硅基)亞磷酸酯、二甲基(三甲基硅基)亞磷酸酯中的一種或多種；
[0018]所述磷酰烷基硅烷包含二甲基磷酰乙基三甲氧基硅烷、二甲基磷酰乙基三乙氧基硅烷、二甲基磷酰乙基三丙氧基硅烷、二甲基磷酰丙基三甲氧基硅烷、二甲基磷酰丙基三乙氧基硅烷、二甲基磷酰丙基三丙氧基硅烷、二乙基磷酰乙基三甲氧基硅烷、二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷、二乙基磷酰乙基三丙氧基硅烷、二乙基磷酰丙基三甲氧基硅烷、二乙基磷酰丙基三乙氧基硅烷、二乙基磷酰丙基三丙氧基硅烷、二丙基磷酰乙基三甲氧基硅烷、二丙基磷酰乙基三乙氧基硅烷、二丙基磷酰乙基三丙氧基硅烷、二丙基磷酰丙基三甲氧基硅烷、二丙基磷酰丙基三乙氧基硅烷、二丙基磷酰丙基三丙氧基硅烷中的一種或多種。
[0019]優(yōu)選的，含有無(wú)機(jī)硅化物或表面活性劑、分散劑或腐蝕抑制劑。
[0020]優(yōu)選的，所述無(wú)機(jī)硅化物選自納米二氧化硅、納米氮化硅、硅酸、硅酸鹽及鹵化硅中的一種或多種。
[0021]本專(zhuān)利技術(shù)的另一方面，還提供一種將以上任一所述的化學(xué)蝕刻組合物用于提高氮化硅與氧化氮蝕刻選擇比的應(yīng)用方法。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：高選擇性蝕刻組合物，相對(duì)于氧化物膜選擇性地蝕刻氮化物膜，并且操作窗口大，在蝕刻過(guò)程中能夠保持穩(wěn)定的蝕刻速率，在化學(xué)蝕刻領(lǐng)域具有廣闊的使用前景。
附圖說(shuō)明
[0023]圖1為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例29中化學(xué)蝕刻組合物對(duì)氮化硅、氧化硅的蝕刻速率以及選擇比隨時(shí)間變化的折線圖。
具體實(shí)施方式
[0024]結(jié)合下述具體實(shí)施例以及附圖，以詳細(xì)闡述本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)注意的是，本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例具有較佳的技術(shù)效果，但并非是對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)做任何形式的限制，任何熟悉該技
術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可能利用上述公開(kāi)的技術(shù)方案作出變化及修飾為等同有效的實(shí)施例。但凡并未脫離本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的，依據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例作出任何修改或等同變化的，仍屬于本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
[0025]表1給出了本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例1
?
33及對(duì)比例1
?
5的蝕刻組合物的組分及含量配比。按表中所給配方，將各個(gè)組分混合均勻。
[0026]表1：本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例1
?
33和對(duì)比例1
?
5的組分及含量
[0027][0028本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種化學(xué)蝕刻組合物，其特征在于，包括磷酸、硅基有機(jī)酸和去離子水，所述硅基有機(jī)酸由有機(jī)酸與硅烷化合物反應(yīng)制備。2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)蝕刻組合物，其特征在于，所述磷酸的質(zhì)量百分比含量為68wt％
?
95.9wt％。3.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)蝕刻組合物，其特征在于所述磷酸的質(zhì)量百分比含量為76.5wt％
?
91.5wt％。4.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)蝕刻組合物，其特征在于，所述硅基有機(jī)酸的質(zhì)量百分比含量為0.1wt％
?
10wt％。5.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)蝕刻組合物，其特征在于，所述硅基有機(jī)酸的質(zhì)量百分比含量為0.1wt％
?
5.0wt％。6.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)蝕刻組合物，其特征在于，所述去離子水的質(zhì)量百分比含量為4wt％
?
31.9wt％。7.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)蝕刻組合物，其特征在于，所述有機(jī)酸選自甲酸、乙酸、乙酸酐、丙二酸、丁二酸、草酸、苯甲酸、苯甲酸酐、乙二胺四乙酸、甲基磷酸、氨甲基磷酸、乙烯基磷酸、乙二胺四甲基次膦酸、氨基三甲基次膦酸、羥基乙叉二膦酸、磺酸、甲基磺酸、氨基磺酸、檸檬酸和酒石酸中的一種以或多種。8.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)蝕刻組合物，其特征在于，所述硅烷化合物的化學(xué)式為：其中，R1、R2、R3選自氫原子、氟或氯或溴、羥基、C1?
C4烷基、C3?
C6環(huán)烷基、C1?
C4烷氧基、C1?
C4胺基烷基、C1?
C4胺基烷氧基、C2?
C4酰基、C2?
C4酰氧基、羥基取代的C1?
C4烷基、氟或氯或溴取代的C1?
C4烷基、C2?
C4烯基、C2?
C4炔基、芳基；R4選自含N或O或S雜原子基團(tuán)或不存在；R5選自選自氫原子、羥基、鹵素、烯基、炔基、氰基、羧基、異氰酸基、脲基、胍基、二硫代碳酸基、甲基丙烯酸基、C2?
C4酰基、C2?
C4酰氧基、C2?
C4酰胺基、C2?
C4酯基、C2?
C4酰氯基、C1?
C4磺基、C1?
C4砜基、磷酸酯基、氧雜或氮雜環(huán)烷基、琥珀酸酐基、酸酐基、C1?
C4烷基銨鹽基；x，y分別選自0、1、2、3或4。9.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)蝕刻組合物，其特征在于，所述硅烷化合物選自硅基磷酸酯、硅基硼酸酯、三(三甲基硅氧基)苯基硅烷、三(3
?
(三甲氧基硅基)丙基)異氰...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：夏德勇，劉兵，張維棚，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：安集微電子上海有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：