硅选择性蚀刻液组合物、其制备方法及半导体器件技术

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、其制备方法及半导体器件


[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]氮化钛(titanium nitride，TiN)和钨(tungsten，W)在半导体领域被用作具有代表性的插塞(plug)金属。
[0003]然而，含有蚀刻物质(如氢氟酸)和氧化物质(如硝酸、硫酸等)的硅酸性蚀刻液在半导体制备工艺中，批量(bulk)蚀刻硅的过程中，因硅对氮化钛或钨膜的选择性低而存在不良率增加的问题。特别是，由于像氮化钛或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)、NAND、晶片薄化(wafer thinning)等工艺中应用时的限制因素。
[0004]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

[0005]专利技术要解决的问题
[0006]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。
[0007]用于解决问题的手段
[0008]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、磷酸以及重均分子量(Mw)为100至100000的阳离子低聚物的硅选择性蚀刻液组合物。
[0009]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 hydrogen fluoride)、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)和四氟硼酸铵(ammonium tetrafluoroborate)中的一种以上。
[0010]根据一实施例，上述阳离子低聚物可以包括聚乙烯亚胺(polyethylene imine,PEI)、聚乙烯多胺(polyethylene polyamine)、聚烯丙基胺(poly(allyl amine))、聚乙烯胺(polyvinylamine)、氨基
‑
聚(乙二醇)
‑
b
‑
聚(ε
‑
己内酯)(aminopoly(ethylene glycol)
‑
b
‑
poly(ε
‑
caprolactone))、胺聚(乙二醇
‑
嵌段
‑
聚(丙交酯
‑
co
‑
乙交酯)(amine poly(ethylene glycol)
‑
block
‑
poly(lactide
‑
co
‑
glycolide)、聚(乙二醇)双(胺)(Poly(ehthylene glycol)bis(amine))、O
‑
(2
‑
氨基乙基)聚乙二醇(O
‑
(2
‑
Aminoethyl)polyethylene glycol)、聚(2
‑
乙基
‑2‑
恶唑啉)α
‑
甲基(Poly(2
‑
ethyl
‑2‑
oxazoline)α
‑
methyl)、ω
‑2‑
羟基乙基胺封端(ω
‑2‑
hydroxyethylamine terminated)、胺封端聚(L
‑
丙交酯)(poly
‑
(L
‑
lactide),amine terminated)、胺封端聚(N
‑
异丙基丙烯酰胺)(poly(N
‑
isopropyl acrylamine,amine terminated)、4臂
‑
聚乙二醇
‑
胺(4arm
‑
PEG
‑
amine)、PEI
‑
bmPEG、PEI
‑
PEG
‑
PEI、甲氧基聚乙二醇胺(methoxy polyoxyethylene glycol amine)、聚
(乙二醇)甲醚胺(poly(ethylene glycol)methyl ether amine)、精胺(spermine)、硅烷
‑
PEG
‑
NH2(silane
‑
PEG
‑
NH2)、三羟甲基丙烷三[聚(丙二醇)醚氨基封端](Trimethylolpropane tris[poly(propylene glycol)，amine terminated]ether)和11
‑
叠氮
‑
3,6,9
‑
三氧杂十一烷
‑1‑
胺(11
‑
azido
‑
3,6,9
‑
trioxaundecan
‑1‑
amine)中的一种以上。
[0011]根据一实施例，上述阳离子低聚物可以包括重均分子量(Mw)为100至15000的聚乙烯亚胺、重均分子量(Mw)为100至3000的聚乙烯多胺和重均分子量(Mw)为5000至100000的聚烯丙基胺中的一种以上。
[0012]根据一实施例，当使用本专利技术时，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。
[0013]根据本专利技术的其他实施例，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％的重均分子量(Mw)为100至100000的阳离子低聚物进行混合的步骤。
[0014]根据本专利技术的另一个实施例，提供一种使用如上所述的硅选择性蚀刻液组合物制造的半导体器件。
[0015]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。
[0016]专利技术的效果
[0017]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
[0018]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。
[001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；以及重均分子量为100至100000的阳离子低聚物。2.根据权利要求1上述的硅选择性蚀刻液组合物，其中，上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、氟化氢钾和四氟硼酸铵中的一种以上。3.根据权利要求1上述的硅选择性蚀刻液组合物，其中，上述阳离子低聚物包括聚乙烯亚胺、聚乙烯多胺、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、氨基
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聚(乙二醇)
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b
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聚(ε
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己内酯)、胺聚(乙二醇
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嵌段
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聚(丙交酯
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co
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乙交酯)、聚(乙二醇)双(胺)、O
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(2
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氨基乙基)聚乙二醇、聚(2
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乙基
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恶唑啉)α
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甲基、ω
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羟基乙基胺封端、胺封端聚(L
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丙交酯)、胺封端聚(N
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异丙基丙烯酰胺)、4臂
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聚乙二醇<...

【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，
申请(专利权)人：易安爱富科技有限公司，
类型：发明
国别省市：