刻蚀溶液和刻蚀方法技术

一种刻蚀溶液和刻蚀方法，所述刻蚀溶液包括：刻蚀剂；添加剂，所述添加剂包括阻挡颗粒。通过在所述刻蚀溶液中添加包含有阻挡颗粒的添加剂，在所述待刻蚀层侧壁露出后，使所述阻挡颗粒进入所述待刻蚀层的侧壁位置处，并填充于所述待刻蚀层的侧壁上，以实现抑制所述刻蚀剂对所述待刻蚀层侧壁刻蚀的目的，从而改善下切问题、提高湿法刻蚀效果，实现有利于工艺效率和刻蚀效果的兼顾。

Etching solution and etching method

An etching solution and an etching method comprising an etching agent and an additive comprising a blocking particle. By adding an additive containing a blocking particle in the etching solution, the blocking particle enters the position of the side wall of the etching layer after the side wall of the etching layer is exposed, and is filled on the side wall of the etching layer to achieve the purpose of inhibiting the etching agent from etching the side wall of the etching layer. So as to improve the downcutting problem and wet etching effect, it is beneficial to both process efficiency and etching effect.

【技术实现步骤摘要】
刻蚀溶液和刻蚀方法
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种刻蚀溶液和刻蚀方法。
技术介绍
刻蚀是半导体制造工艺、微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中一种相当重要的步骤，通常与光刻相联系，从而实现材料膜层的图形化。刻蚀最简单最常用的分为干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀是利用工艺腔内的等离子对待刻蚀层进行刻蚀，利用等离子体与待刻蚀层材料的反应或者利用等离子对待刻蚀层的轰击，将所述待刻蚀层去除。干法刻蚀的方向性较强，具有较好的各向异性的刻蚀性能，但是每次干法刻蚀的过程中，工艺腔内只能容纳一块晶圆，即每次干法刻蚀仅能够对一块晶圆单独进行，因此干法刻蚀的工艺效率较低，晶圆每小时量(WaferPerHour，WPH)较小。而湿法刻蚀是在待处理的半导体结构上形成抗蚀的掩膜层之后，将待处理的半导体结构浸泡在一定的化学试剂或试剂溶液中，由此使没有被掩膜层遮盖的部分材料膜层与试剂发生化学反应而被除去。因此湿法刻蚀的采用能够有效提高工艺效率，提高晶圆每小时量。但是现有技术采用湿法刻蚀对待刻蚀层进行处理时，往往会出现严重的下切(undercut)问题，从而影响了湿法刻蚀刻蚀效果，影响了所形成半导体结构的性能。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种刻蚀溶液和刻蚀方法，以改善下切问题，提高湿法刻的刻蚀效果，实现工艺效率和刻蚀效果的兼顾。为解决上述问题，本专利技术提供一种刻蚀溶液，所述刻蚀溶液用于对待刻蚀层进行湿法刻蚀，包括：刻蚀剂；添加剂，所述添加剂包括阻挡颗粒。可选的，所述阻挡颗粒尺寸与所述待刻蚀层厚度的比值在1/20到1/2范围内。可选的，所述阻挡颗粒的尺寸在0.1μm到1μm范围内。可选的，所述添加剂中，所述阻挡颗粒的质量百分比浓度在20％到40％范围内。可选的，所述阻挡颗粒的材料为高分子材料。可选的，所述阻挡颗粒的材料包括聚乙烯、聚丙烯、乙二醇和水中的至少两种。可选的，所述阻挡颗粒的材料为聚乙烯、聚丙烯、乙二醇和水的络合物。可选的，所述待刻蚀层的材料为金属；所述刻蚀剂为酸性溶液。可选的，所述待刻蚀层的材料为铝；所述刻蚀剂包括：磷酸、硝酸和乙酸中的一种或多种。可选的，所述刻蚀溶液温度为50℃到60℃范围内时；所述刻蚀剂对所述待刻蚀层的垂直刻蚀速率在到范围内。可选的，所述添加剂占所述刻蚀溶液的体积比大于或等于0.5％。可选的，所述添加剂占所述刻蚀溶液的体积比在0.8％到1.2％的范围内。相应的，本专利技术还提供一种刻蚀方法，包括：提供衬底，所述衬底上具有待刻蚀层；提供本专利技术的刻蚀溶液；采用所述刻蚀溶液对所述待刻蚀层进行湿法刻蚀，使所述待刻蚀层图形化，以形成目标图形层。可选的，所述目标图形层的宽度大于40μm。可选的，采用所述刻蚀溶液对所述刻蚀溶液进行湿法刻蚀，所述刻蚀剂的流量在8L/min到10L/min。可选的，湿法刻蚀之后，对所述目标图形层进行清洗处理。可选的，通过去离子水对所述目标图形层进行所述清洗处理。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案中，所述刻蚀溶液内包括阻挡颗粒，采用所述刻蚀溶液对待刻蚀层进行湿法刻蚀的过程中，在所述待刻蚀层的侧壁露出后，所述阻挡颗粒能够进入所述待刻蚀层的侧壁位置处，并填充于所述待刻蚀层的侧壁上，从而降低所述待刻蚀层的侧壁与所述刻蚀剂接触的几率，抑制所述刻蚀剂对所述待刻蚀层侧壁的刻蚀，减小所述刻蚀溶液对所述待刻蚀层侧壁的刻蚀效率，从而达到改善下切问题、提高湿法刻蚀效果的目的，有利于工艺效率和刻蚀效果的兼顾。本专利技术可选方案中，所述阻挡颗粒尺寸与所述待刻蚀层厚度的比值在1/20到1/2范围内。所述阻挡颗粒尺寸与所述待刻蚀层厚度的比值不宜太大也不宜太小：所述阻挡颗粒尺寸与所述待刻蚀层厚度的比值如果太大，则所述阻挡颗粒可能无法进入所述待刻蚀层侧壁的位置处；所述阻挡颗粒尺寸与所述待刻蚀层厚度的比值如果太小，则可能会影响所述阻挡颗粒在所述待刻蚀层侧壁上的填充效果；所述阻挡颗粒无法进入所述待刻蚀层侧壁位置处和所述阻挡颗粒在所述待刻蚀层侧壁上填充效果的欠佳均会影响所述阻挡颗粒降低所述待刻蚀层侧壁与所述刻蚀剂接触几率的作用，不利于抑制所述刻蚀剂对所述待刻蚀层侧壁的刻蚀，不利于下切问题的改善。本专利技术可选方案中，所述添加剂和所述刻蚀剂的体积比大于或等于0.5％。所述添加剂和所述刻蚀剂的体积比过小，所述阻挡颗粒在所述刻蚀溶液中的浓度过小，会影响所述阻挡颗粒降低所述待刻蚀层侧壁与所述刻蚀剂接触几率的作用，不利于抑制所述刻蚀剂对所述待刻蚀层侧壁的刻蚀，不利于下切问题的改善。本专利技术可选方案中，所述添加剂和所述刻蚀剂的体积比在0.8％到1.2％的范围内。在湿法刻蚀过程中，刻蚀溶液会随着刻蚀工艺的进行而出现流失，因此将所述添加剂在所述刻蚀溶液中所占体积比设置在合理范围内，能够使所述刻蚀溶液中所述阻挡颗粒维持在一定的浓度，既能够实现下切问题的改善，又能够保证所述刻蚀溶液对所述待刻蚀层的刻蚀效率，从而实现工艺效率和刻蚀效果的兼顾。本专利技术可选方案中，所述阻挡颗粒的材料为高分子材料，具体的，所述阻挡颗粒的材料可以为聚乙烯、聚丙烯、乙二醇和水中的至少两种的混合物，也可为聚乙烯、聚丙烯、乙二醇和水的络合物。合理设置所述阻挡颗粒的材料，能够有效防止所述阻挡颗粒的加入对所述衬底上半导体结构的不良影响，有利于制造良率的提高；而且将所述阻挡颗粒的材料如此设置，也能够后续通过清洗的方式去除所述阻挡颗粒，从而尽量减少所形成目标图形层表面所述阻挡颗粒的残余，有利于为后续工艺提供良好的工艺表面。附图说明图1至图2示出了一种采用湿法进行刻蚀的方法各个步骤所对应的剖面结构示意图；图3至图6是本专利技术刻蚀方法一实施例各个步骤所对应的剖面结构示意图；图7是现有刻蚀溶液对所述待刻蚀层进行刻蚀之后进行测试的结果图；图8是采用本专利技术刻蚀溶液(添加剂体积比为0.2％)对所述待刻蚀层进行刻蚀之后进行测试的结果图；图9是采用本专利技术刻蚀溶液(添加剂体积比为1％)对所述待刻蚀层进行刻蚀之后进行测试的结果图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术中采用湿法刻蚀对待刻蚀层进行处理存在严重的下切问题。现结合一种湿法刻蚀的过程分析其下切问题严重的原因：参考图1和图2示出了一种采用湿法进行刻蚀的方法各个步骤所对应的的剖面结构示意图。如图1所示，提供衬底11，所述衬底上形成有待刻蚀层12，部分所述待刻蚀层12上形成有掩膜层13；如图2所示，采用刻蚀溶液对所述待刻蚀层12(如图1所示)进行湿法刻蚀，使所述待刻蚀层图形化，以形成目标图形层14。由于湿法刻蚀是利用待刻蚀层材料与刻蚀溶液相互反应而实现对待刻蚀层的刻蚀的，因此大部分湿法刻蚀是各向同性(isotropic)的，即对刻蚀接触点的任何方向，刻蚀速率并无明显差异。另一方面，待刻蚀层是有厚度的，当待刻蚀层被刻蚀之后，所述待刻蚀层的侧壁会露出，从而与刻蚀溶液直接接触，因此刻蚀溶液也会对待刻蚀层的侧壁造成腐蚀，从而出现侧向侵蚀现象，即下切问题。为解决所述技术问题，本专利技术提供一种刻蚀溶液和刻蚀方法，通过在所述刻蚀溶液中添加包含有阻挡颗粒的添加剂，在所述待刻蚀层侧壁露出后，使所述阻挡颗粒进入所述待刻蚀层的侧壁位置处，并填充于所述待刻蚀层的侧壁上，以实现抑制所述刻蚀剂对所述待刻蚀层侧壁刻蚀的目的，从而改善下切问题、提高湿法刻蚀效果，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刻蚀溶液，所述刻蚀溶液用于对待刻蚀层进行湿法刻蚀，其特征在于，包括：刻蚀剂；添加剂，所述添加剂包括阻挡颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种刻蚀溶液，所述刻蚀溶液用于对待刻蚀层进行湿法刻蚀，其特征在于，包括：刻蚀剂；添加剂，所述添加剂包括阻挡颗粒。2.如权利要求1所述的刻蚀溶液，其特征在于，所述阻挡颗粒尺寸与所述待刻蚀层厚度的比值在1/20到1/2范围内。3.如权利要求1或2所述的刻蚀溶液，其特征在于，所述阻挡颗粒的尺寸在0.1μm到1μm范围内。4.如权利要求1所述的刻蚀溶液，其特征在于，所述添加剂中，所述阻挡颗粒的质量百分比浓度在20％到40％范围内。5.如权利要求1所述的刻蚀溶液，其特征在于，所述阻挡颗粒的材料为高分子材料。6.如权利要求1或5所述的刻蚀溶液，其特征在于，所述阻挡颗粒的材料包括聚乙烯、聚丙烯、乙二醇和水中的至少两种。7.如权利要求6所述的刻蚀溶液，其特征在于，所述阻挡颗粒的材料为聚乙烯、聚丙烯、乙二醇和水的络合物。8.如权利要求1或5所述的刻蚀溶液，其特征在于，所述待刻蚀层的材料为金属；所述刻蚀剂为酸性溶液。9.如权利要求8所述的刻蚀溶液，其特征在于，所述待刻蚀层的材料为铝；所述刻蚀剂包括：磷酸、硝酸和乙酸中的一种或多种。10.如权利要求9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞朋，丁敬秀，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31