【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体生产介质蚀刻液，具体涉及一种半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂及蚀刻方法。
技术介绍
1、在晶片上干蚀形成微米级介质孔(via)，腐蚀侧掏孔壁的介质氧化硅，以使位于介质孔径向侧方的金属线大部分露出，是半导体元件制造过程中的工艺步骤之一。金属为铝，介质孔壁氧化硅的侧掏要求主要包括：蚀刻液对氧化硅/铝的蚀刻选择比足够高，不能损伤金属铝；蚀刻速率可控；不腐蚀硅，同时对氮化硅的腐蚀速率也须控制在预定的较小范围内。
2、与湿法蚀刻相比，将干法蚀刻用于介质孔的侧掏，干刻残留较多。现有的氧化硅湿法蚀刻液主要组分为缓冲氧化物刻蚀液，成分包括氢氟酸与氟化铵，其中氢氟酸起刻蚀作用，氟化铵用于缓冲。
3、缓冲氧化物刻蚀液用于侧掏孔壁的缺陷在于：
4、第一、随着蚀刻反应的进行，铝暴露于蚀刻液的表面积逐渐增加，蚀刻液中的氢氟酸与暴露于蚀刻液中的铝容易发生反应生成配合物六氟合铝酸钠，铝表面表现为坑蚀和孔蚀；
5、第二、在铝暴露于蚀刻液中之前，氢氟酸与氧化硅的反应为放热反应，在半导体工件的介质孔中放热反应积聚的热量会加速氢氟酸与铝的反应，蚀刻液对氧化硅和铝的选择性蚀刻不充分，不利于对腐蚀速率和蚀刻精度的控制；
6、第三、在包含铝与氮化钛层的半导体中，氮化钛层用作阻挡层，可以增强金属互连线在硅化物的附着力。该种半导体的via侧掏过程中，蚀刻液会沿着铝与氮化钛的接着界面刻蚀，破坏铝金属线与氮化钛的导通结构，进而影响半导体电路的导电性能。
技术实现思路p>
1、本专利技术的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，在氟化氢腐蚀体系中铝离子络合剂、铝保护剂和表面活性剂等组分能有效保护金属铝，同时完成对介质孔的侧掏扩孔。
2、为了实现上述技术效果，本专利技术的技术方案为：一种半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，包括以下组分：0.5％～5％的氟化氢、6％～20％的氟化铵、30％～60％的与水互溶的极性有机溶剂、5％～20％的铝离子络合剂、0.3％～10％的铝保护剂、10％～35％的水以及10～10000ppm的表面活性剂。
3、进一步的，蚀刻清洗剂包括以下组分：1％～3.5％的氟化氢、6％～15.4％的氟化铵、35％～60％的水互溶的极性有机溶剂、6％～14.3％的铝离子络合剂、0.3％～7％的铝保护剂、15％～30％的水以及10～5000ppm的表面活性剂。
4、蚀刻清洗剂为均一溶液体系，其中的氟化氢以氢氟酸加料。更进一步的，在以上任意一组蚀刻清洗剂中氟化氢、氟化铵、极性有机溶剂、铝离子络合剂、铝保护剂和水质量百分比限定的基础上，表面活性剂为10～1000ppm，更优选为50～300ppm，更进一步的为80～200ppm，具体可选为10ppm、30ppm、50ppm、80ppm、100ppm、150ppm、200ppm、300ppm、500ppm、800ppm、1000ppm点值或者以任意两点值作为最大值和最小值的区间。
5、进一步的，氟化氢、氟化铵、极性有机溶剂、铝离子络合剂、铝保护剂和水的质量百分比之和不小于95％，更优选的不小于97％。
6、优选的技术方案为，所述络合剂为选自磷酸、柠檬酸、丙酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸、葡萄糖酸、氨基葡萄糖酸、乳糖酸和羟基乙叉二膦酸中的两种以上的组合。
7、其中苹果酸包括d-苹果酸、l-苹果酸和以上两种的混合dl-苹果酸。同样的，葡萄糖酸包括d-葡萄糖酸和其异构体；氨基葡萄糖酸包括d-氨基葡萄糖酸和其异构体。络合剂优选为c6以上的络合剂。c6以上是指络合剂分子中碳原子数为六个以上。
8、优选的技术方案为，所述络合剂为d-葡萄糖酸和乳糖酸的组合；以络合剂的质量为100％计，d-葡萄糖酸的质量百分比为84％～95％，具体可选为84％、86％、88％、90％、92％、95％点值或者以任意两点值作为最大值和最小值的区间；进一步的，d-葡萄糖酸的质量百分比为87～95％。
9、优选的技术方案为，所述极性有机溶剂为c2～c8的醇或者醇醚。进一步的，该极性有机溶剂对光刻胶无剥离效果。
10、优选的技术方案为，所述铝保护剂为选自山梨糖醇、没食子酸脂肪醇酯、氮杂环类缓蚀剂中的至少一种。
11、优选的技术方案为，所述蚀刻清洗剂还包括0.25％～3％的芳香族多羟基酚酸。芳香族多羟基酚酸的含量可选为0.25％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％点值或者以任意两点值作为最大值和最小值的区间。
12、优选的技术方案为，所述芳香族多羟基酚酸为选自没食子酸、2,6-二羟基苯甲酸、2,4-二羟基苯甲酸、3,5-二羟基苯甲酸中的至少一种。更进一步的，芳香族多羟基酚酸为没食子酸(3,4,5-三羟基苯甲酸)。
13、优选的技术方案为，所述表面活性剂的主要组成为c8～c12的全氟脂肪酸。进一步的，全氟脂肪酸占表面活性剂质量的95％以上，更进一步的，表面活性剂为全氟脂肪酸。
14、本专利技术的目的之二在于提供一种半导体氧化硅深孔的蚀刻方法，包括：
15、s20：用上述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂处理半导体工件，蚀刻温度为20～40℃。进一步的，蚀刻温度为20～35℃。
16、优选的技术方案为，在s20之前还包括：
17、s10：用boe清洗剂清洗去除半导体工件表面杂质；
18、boe清洗剂的主要组成为1％～5％的氟化氢、30％～48％的氟化铵和50％～65％的水。
19、进一步的，boe清洗剂的组分氟化氢、氟化铵和水的质量百分比之和不小于93％；更进一步的，不小于96％；再进一步的，不小于99％。
20、本专利技术的优点和有益效果在于：
21、该半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂对氧化硅和铝具有优良的蚀刻选择性，在腐蚀氧化硅、扩大介质孔内径的同时，有效保护蚀刻过程中逐渐暴露的金属铝线，不腐蚀硅，同时对氮化硅的腐蚀速率低，满足介质孔侧掏生产要求；
22、腐蚀速率适中，氮化钛界面的铝腐蚀量较小，利于维持半导体工件中原有的铝金属线与氮化钛导通结构。
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1.一种半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，包括以下组分：0.5％～5％的氟化氢、6％～20％的氟化铵、30％～60％的与水互溶的极性有机溶剂、5％～20％的铝离子络合剂、0.3％～10％的铝保护剂、10％～35％的水以及10～10000ppm的表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，所述络合剂为选自磷酸、柠檬酸、丙酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸、葡萄糖酸、氨基葡萄糖酸、乳糖酸和羟基乙叉二膦酸中的两种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，所述络合剂为D-葡萄糖酸和乳糖酸的组合；以络合剂的质量为100％计，D-葡萄糖酸的质量百分比为84％～95％。
4.根据权利要求1所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，所述极性有机溶剂为C2～C8的醇或者醇醚。
5.根据权利要求1所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，所述铝保护剂为选自山梨糖醇、没食子酸脂肪醇酯、氮杂环类缓蚀剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的半导体氧化硅深孔的蚀
7.根据权利要求6所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，所述芳香族多羟基酚酸为选自没食子酸、2,6-二羟基苯甲酸、2,4-二羟基苯甲酸、3,5-二羟基苯甲酸中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂的主要组成为C8～C12的全氟脂肪酸。
9.一种半导体氧化硅深孔的蚀刻方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求1所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻方法，其特征在于，在S20之前还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，包括以下组分：0.5％～5％的氟化氢、6％～20％的氟化铵、30％～60％的与水互溶的极性有机溶剂、5％～20％的铝离子络合剂、0.3％～10％的铝保护剂、10％～35％的水以及10～10000ppm的表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，所述络合剂为选自磷酸、柠檬酸、丙酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸、葡萄糖酸、氨基葡萄糖酸、乳糖酸和羟基乙叉二膦酸中的两种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，所述络合剂为d-葡萄糖酸和乳糖酸的组合；以络合剂的质量为100％计，d-葡萄糖酸的质量百分比为84％～95％。
4.根据权利要求1所述的半导体氧化硅深孔的蚀刻清洗剂，其特征在于，所述极性有机溶剂为c2～c8的醇或者醇醚。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，承明忠，朱龙，李森虎，顾玲燕，
申请(专利权)人：江阴江化微电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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