[发明专利]一种高选择性蚀刻晶圆表面氧化层的蚀刻液、其制备方法及用途

说明书

本发明提供一种高选择性蚀刻晶圆表面氧化层的蚀刻液、其制备方法及用途，本发明高选择性蚀刻晶圆表面氧化层的蚀刻液，其特征在于，包括重量配比如下的各组分：酸2.0‑10.0份；多卤素有机物1.0‑5.0份；2‑氟‑6‑吡啶甲酰氯1.0‑15.0份；表面活性剂0.001‑5.0份；有机溶剂5.0‑30.0份；水10.0‑40.0份。本发明还公开了高选择性蚀刻晶圆表面氧化层的蚀刻液的制备方法及其在蚀刻半导体晶圆表面氧化硅层领域的用途。本发明高选择性蚀刻晶圆表面氧化层的蚀刻液能对金属硅化物进行保护，选择性蚀刻氧化硅层，提高蚀刻均一性。

技术领域

本发明涉及蚀刻液技术，尤其涉及一种高选择性蚀刻晶圆表面氧化层的蚀刻液、其制备方法及用途。

背景技术

在半导体器件制造工艺中，利用沉积工艺、光刻工艺、蚀刻工艺和离子注入工艺等在晶片上形成诸如氧化膜、氮化物膜、多晶硅膜和金属膜等各种膜，并且将这些膜构图为所需形状以完成所需器件。随着集成电路工艺制程技术的不断发展，半导体器件呈现高集成化和小型化，对湿法蚀刻的选择性要求越来越高。其中，金属硅化物层是为了解决因高度集成化带来的等效串联电阻越来越大、电路速度减慢的问题。微电技术中，二氧化硅(SiO₂)膜被用作扩散掩蔽层、MOS器件的绝缘栅、多层布线的绝缘隔离层以及器件表面的钝化保护层等。因此，需要在保护金属硅化物层的基础上以高蚀刻选择性除去SiO₂膜层。

现有技术中公开了一些氧化硅蚀刻液，例如：

CN111471463B公开了一种二氧化硅薄膜的蚀刻液，主要成分包括氢氟酸、氟化铵、添加剂、表面活性剂以及超纯水。该蚀刻液中氢氟酸用于蚀刻二氧化硅薄膜；氟化铵用于提供氟离子稳定蚀刻液的蚀刻速率；添加剂用于降低蚀刻液的表面张力，改善蚀刻后的表面形貌，使晶圆表面蚀刻后更平整均一；表面活性剂用于提高添加剂在蚀刻液中的分散能力，使蚀刻液呈均匀状态。

CN114891509A公开了一种高选择性的缓冲氧化物蚀刻液及其制备方法。该蚀刻液主要成分为氢氟酸、氟化铵、改性表面活性剂、添加剂以及超纯水。该蚀刻液用于二氧化硅薄膜的高选择性蚀刻，并且对氮化硅薄膜蚀刻具有优异的抑制效果，其中添加剂在氟化氢药液体系中具有极优的溶解度和分散性，避免添加剂在低温下会析出的缺陷，同时能够降低蚀刻液的表面张力，改善晶圆蚀刻后表面的平整度。

现有技术中大多采用氟化氢作为蚀刻的主要成分，但采用氟化氢会导致蚀刻速率加快，蚀刻均匀性变差，降低蚀刻均一性。因此，需要开发一种高选择性蚀刻氧化硅膜的蚀刻液，对金属硅化物进行保护，选择性蚀刻氧化硅层，提高蚀刻均一性。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有氟化氢蚀刻液蚀刻均匀性差，蚀刻均一性低问题，提出一种高选择性蚀刻晶圆表面氧化层的蚀刻液，该蚀刻液能对金属硅化物进行保护，选择性蚀刻氧化硅层，提高蚀刻均一性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高选择性蚀刻晶圆表面氧化层的蚀刻液，包括重量配比如下的各组分：

进一步地，所述酸为无机酸和/或有机酸。

进一步地，所述酸为无机弱酸和/或有机弱酸，其作用是维持体系酸性，为反应提供必要的H⁺离子。使高选择性蚀刻晶圆表面氧化层的蚀刻液的pH为1-6。

进一步地，所述酸优选为磷酸、亚硫酸、碳酸、亚硝酸、偏铝酸、甲酸、乙酸、辛酸、苯酚中的一种或多种。

进一步地，所述酸最优选乙酸。

进一步地，所述酸为5.0-8.0份。

进一步地，所述多卤素有机物为含有四个碳以上的、H原子多数被卤素替代的单链有机物。