硅选择性蚀刻液组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在暴露有金属膜和硅的表面选择性地蚀刻硅的组合物。根据本发明专利技术，可以在暴露有金属膜和硅的半导体表面提高硅的选择性蚀刻比。的选择性蚀刻比。

【技术实现步骤摘要】
硅选择性蚀刻液组合物


[0001]本专利技术涉及一种用于在暴露有金属膜和硅(Si)的表面选择性地蚀刻硅的组合物。

技术介绍

[0002]钨(tungsten，W)在半导体领域被用作具有代表性的插塞(plug)金属。
[0003]同时，硅酸性蚀刻液包括例如氢氟酸等蚀刻物质和例如硝酸、硫酸等氧化物质。
[0004]这种酸性蚀刻液在半导体制造过程中，批量(bulk)蚀刻硅的过程中，因硅对钨膜的选择性低而存在不良率增加的问题。尤其，由于像钨等金属被非选择性地蚀刻，可能会在后续工艺中出现如暴露下部图案、发生短路等不良现象。酸性蚀刻液所具有的这些问题是酸性蚀刻液在诸如半导体封装(packaging)、硅通孔(Through Silicon Via，TSV)等工艺中应用时的限制因素。
[0005]因此，需要研究一种对金属膜具有非常低的蚀刻速度、且能够选择性地仅蚀刻硅的组合物。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]本专利技术旨在提供一种对金属膜的硅蚀刻选择比得到提高的组合物。
[0008]用于解决问题的手段
[0009]为了解决上述问题，本专利技术提供一种包括氟化合物、硝酸、醋酸、磷酸以及有机胺化合物的硅选择性蚀刻液组合物。
[0010]根据一实施例，上述氟化合物可以包括氢氟酸(hydrofluoric acid)、氟化氢铵(ammonium bifluoride)、氟化钠、氟化钾、氟化铝、氟硼酸(fluoroboric acid)、氟化铵(ammonium fluoride)、氟化氢钠(sodium bifluoride)、氟化氢钾(potassium bifluoride)及四氟硼酸铵(ammonium tetrafluoroborate)中的一种以上。
[0011]根据一实施例，上述有机胺化合物可以包括聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)、辛胺(Octylamine)、聚丙烯亚胺(poly(propylene imine),PPI)、五乙烯六胺(pentaethylene hexamine)、N,N
’‑
双(2
‑
氨乙基)
‑
1,3
‑
丙二胺(N,N'
‑
Bis(2
‑
aminoethyl)
‑
1,3
‑
propanediamine)、N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑
1,3
‑
丙二胺((N
‑
(2
‑
aminoethyl)
‑
1,3
‑
propanediamine))、N
‑
(3
‑
氨基丙基)
‑
1,3
‑
丙二胺(N
‑
(3
‑
aminopropyl)
‑
1,3
‑
propanediamine)、精胺(Spermine)、亚精胺(spermidine)、1,4
‑
双(3
‑
氨基丙基)哌嗪(1,4
‑
bis(3
‑
aminopropyl)piperazine)、1
‑
(2
‑
氨乙基)哌嗪(1
‑
(2
‑
aminoethyl)piperazine)、三(2
‑
氨乙基)胺(tris(2
‑
aminoethyl)amine)、支链(branched)或树枝状(dendrite)聚酰胺胺(polyamidoamine，PAMAM)、树枝状聚丙烯亚胺
‑
十六胺(dendritic polypropylenimine,DAB
‑
am
‑
16)、多聚(L
‑
赖氨酸)(poly(L
‑
Lysine),PLL)和壳聚糖(Chitosan)中的一种以上。
[0012]根据一实施例，上述有机胺化合物可以包括聚乙烯亚胺。
[0013]根据一实施例，上述有机胺化合物的分子量可以是Mw300至20000。
[0014]根据本专利技术的一实施例，硅的蚀刻速度可以是3微米/分钟以上，且对金属膜的硅蚀刻选择比可以是100以上。
[0015]根据本专利技术的另一实施例，提供一种硅选择性蚀刻液组合物的制备方法，其中，包括将0.5至10重量％的氟化合物、15至55重量％的硝酸、1至20重量％的醋酸、5至15重量％的磷酸以及0.001至10重量％的有机胺化合物进行混合的步骤。
[0016]根据本专利技术的另一实施例，提供一种使用上述硅选择性蚀刻液组合物制造而成的半导体器件。
[0017]根据本专利技术的其他实施例的具体细节包括在下面的详细描述中。
[0018]专利技术的效果
[0019]根据本专利技术，可以在同时暴露有金属膜和硅的半导体表面提高硅的选择性蚀刻比。
具体实施方式
[0020]本专利技术可以进行各种修改并具有各种实施例，以下将对具体实施例进行示例和详细描述。然而，这并不旨在将本专利技术限制于特定的实施方式，而是应该理解为包括所有包含在本专利技术的思想和技术范围内的所有修改、等同物和替代物。在描述本专利技术时，如果确定对于相关已知技术的详细描述可能使本专利技术的主旨模糊不清，则将省略其详细描述。
[0021]除非在本说明书中另有说明，否则表述“至”将被用作包括相应值的表述。具体地，例如，表述“1至2”意味着不仅包括1和2，还意味着包括1和2之间的所有值。
[0022]在半导体领域中，硅被由氧化剂以及辅助氧化剂产生的氧化物质氧化成氧化硅膜(silicon oxide film)。氧化的氧化硅膜具有与蚀刻剂接触而被蚀刻的机制。硅的蚀刻中，为了尽量减少下部图案和布线短路缺陷，需要考虑硅对金属膜的选择性蚀刻量。
[0023]本专利技术旨在通过提供添加剂结构的特定组合来提高硅对金属膜的选择性蚀刻效果。
[0024]在下文中，将更详细地描述根据本专利技术实施例的硅选择性蚀刻液组合物。
[0025]具体地，本专利技术提供一种包括氟化合物、硝酸、醋酸、磷酸以及有机胺化合物的硅选择性蚀刻液组合物。
[0026]根据一实施例，氟化合物是一种解离生成与硅具有强亲和性的F
‑
或HF2‑
的化合物，起到蚀刻氧化硅膜的作用。氟化合物的种类可以包括氢氟酸(hydrofluoric acid，HF)、氟化氢铵(ammonium bifluoride,ABF,NH4HF2)、氟化钠(sodium fluoride,NaF)、氟化钾(potassium fluoride,KF)、氟化铝(aluminium fluoride,AlF3)、氟硼酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅选择性蚀刻液组合物，其中，包括：氟化合物；硝酸；醋酸；磷酸；以及有机胺化合物。2.根据权利要求1所述的硅选择性蚀刻液组合物，其中，所述氟化合物包括氢氟酸、氟化氢铵、氟化钠、氟化钾、氟化铝、氟硼酸、氟化铵、氟化氢钠、氟化氢钾及四氟硼酸铵中的一种以上。3.根据权利要求1所述的硅选择性蚀刻液组合物，其中，所述有机胺化合物包括聚乙烯亚胺、辛胺、聚丙烯亚胺、五乙烯六胺、N,N
’‑
双(2
‑
氨乙基)
‑
1,3
‑
丙二胺、N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑
1,3
‑
丙二胺、N
‑
(3
‑
氨基丙基)
‑
1,3
‑
丙二胺、精胺、亚精胺、1,4
‑
双(3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正植，金泰镐，金起莹，李明镐，宋明根，姜弼求，姜莹美，吴垠锡，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：