[发明专利]蚀刻液组成物及使用该蚀刻液组成物的蚀刻方法

说明书

一种蚀刻液组成物，包括：四级铵盐碱性化合物；胺类化合物；以及水性介质，其中，以该蚀刻液组成物的总重计，该四级铵盐碱性化合物的含量为1.0至30％，该胺类化合物之含量为10至60％，该蚀刻液组成物对于硅的不同结晶方向具有接近的蚀刻速率，能降低不同结晶面的硅的蚀刻速率差。

技术领域

本发明关于一种蚀刻液组成物，更详而言，关于一种适用于蚀刻硅的蚀刻液组成物。

背景技术

采用具有高介电常数的金属闸极(HKMG)，已成为现今半导体工艺中的发展趋势，而HKMG工艺中又以形成闸极的时机分为先闸极(gate first)与后闸极(gate last)二种技术，具体而言，后闸极技术于硅芯片对于源/漏极区进行离子布植与高温退火等步骤后才形成闸极。

相较于先闸极技术，采用后闸极技术较有利于工艺的整合，且由于后闸极技术于高温退火等步骤后才形成闸极，因此，使金属闸极得以避免高温工艺(例如，退火步骤)影响晶体管性能(例如，临界电压值上升)，而提升整体质量与产量的并提升晶体管的稳定性。

于后闸极技术的工艺中，先以硅材料形成伪闸极(dummy gate)，并进行离子布植与高温退火等步骤后，需先移除该伪闸极，再填入金属以形成金属闸极。于移除伪闸极的步骤中，倘若有硅残留，则可能影响到后续填充金属的效果，遂可能导致晶体管失效的缺失。

通常，于半导体工艺中多使用，例如，多晶硅(poly silicon，poly-Si)或非晶硅(amorphous silicon，a-Si)的硅材料，而该多晶硅或非晶硅为钻石立方结构，其具有例如硅{100}晶面、硅{110}晶面、和硅{111}晶面等不同的硅结晶面，该些硅结晶面具有不同的密度，其对水的屏蔽效应(screening effect)亦会影响蚀刻液对于该些硅结晶面的蚀刻效果。一般而言，对硅材料进行蚀刻时，密度相对低的硅{100}晶面的蚀刻速率最快，硅{110}晶面次的，而密度较高的硅{111}晶面的蚀刻速率较慢，由于该些硅结晶面的蚀刻速率不同，故会产生非等向性蚀刻的现象，其中，又以硅{100}晶面与硅{111}晶面的蚀刻速率差最大。又，由于已知蚀刻液对于不同的硅结晶面会产生非等向性蚀刻的现象，导致蚀刻时可能发生过度蚀刻或蚀刻不全，因而造成良率损失以及产品重工(rework)后发生其他材料腐蚀缺陷(defect)等问题。

此外，蚀刻不同材料时，使用的蚀刻液的组成亦不相同，举例而言，蚀刻金属或金属氮化物时，常以氧化剂例如过氧化氢对氮化钛进行选择性蚀刻，蚀刻液中的碱则用以调整溶液pH值。是以，用于蚀刻金属或金属氮化物的蚀刻液，不适用于蚀刻硅质材料。

因此，目前业界仍亟待开发一种适用于蚀刻硅且能降低或避免蚀刻速率差的蚀刻液组成物，以改善非等向性蚀刻的程度，以避免或降低过度蚀刻或蚀刻不全等问题的发生率。

发明内容

本发明提供一种蚀刻液组成物，包括：四级铵盐碱性化合物，以该蚀刻液组成物的总重计，该四级铵盐碱性化合物的含量为1.0至30％；胺类化合物，以该蚀刻液组成物的总重计，该胺类化合物的含量为10至60％；以及水性介质。

于一具体实施例中，复包括醇类化合物，以该蚀刻液组成物的总重计，该醇类化合物的含量为1.0至45％。

于一具体实施例中，以该蚀刻液组成物的总重计，该四级铵盐碱性化合物与该胺类化合物的含量总合为大于或等于27％。

为使本发明的蚀刻方法具有良好的蚀刻效果，本发明还提供一种蚀刻方法，包括：于一具有硅层的基板上形成光阻层，且该光阻层外露出部分该硅层；以及使用本发明的蚀刻液组成物蚀刻该硅层的外露部分。