一种化学蚀刻组合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种化学蚀刻组合物及其应用。所述化学蚀刻组合物包括磷酸、硅烷化合物和去离子水。采用本发明专利技术的蚀刻组合物，能够有效提高氮化硅/氧化硅的蚀刻选择比，同时避免在基底上形成颗粒，操作窗口较大，在半导体高温蚀刻工艺中具有良好的应用前景。温蚀刻工艺中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种化学蚀刻组合物及其应用


[0001]本专利技术涉及化学蚀刻
，具体涉及一种化学蚀刻组合物及其应用。

技术介绍

[0002]在半导体制造工艺中，氮化物层与氧化物层已经被用作一些堆叠结构的绝缘层，其中作为代表性的是氮化硅层(SiN
x
)和氧化硅层(SiO2)，可以被独立或者相互交替堆叠形成绝缘层；也可以用作硬质掩膜以形成金属互连的导电图案。采用湿法蚀刻工艺来去除氮化物层，蚀刻剂的选择性是一个重要考虑因素。理想的蚀刻剂需要具备对被蚀刻层的蚀刻速率远大于对其他层的蚀刻速率的高选择性。
[0003]针对上述技术问题，现有技术提供了多种解决方案。如CN103160282B提供一种蚀刻组合物，含有甲硅烷基磷酸酯化合物、磷酸以及去离子水。但该蚀刻组合物对氧化膜LP
‑
TEOS选择性一般；且可能存在再增长问题。US9368647B提出一种化学蚀刻组合物，含有硅烷化合物，但仍需要额外添加铵离子。CN110157434A公开一种绝缘层蚀刻剂组合物，包括第一硅烷化合物和第二硅烷化合物，其中所述第一硅烷化合物包括通过连接基与硅原子结合的磷酸可溶性基团，所述第二硅烷化合物具有比所述第一硅烷化合物的水溶解性低的水溶解性，但该蚀刻剂组合物对氮化硅及氧化硅的蚀刻选择性不佳。
[0004]因而，需要一种高选择性蚀刻组合物，相对于氧化物膜选择性地蚀刻氮化物膜，并且操作窗口大，在蚀刻过程中能够保持稳定的蚀刻速率，使蚀刻过程更加稳定可控。

技术实现思路

[0005]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种化学蚀刻组合物及其应用。
[0006]包括：
[0007]包括磷酸、硅烷化合物和去离子水。
[0008]优选的，所述磷酸的质量百分比含量为68wt％
‑
94.8wt％。
[0009]优选的，所述磷酸的质量百分比含量为76.5wt％
‑
89.2wt％。
[0010]优选的，所述硅烷化合物包括第一硅烷化合物和第二硅烷化合物，所述第一硅烷化合物的质量百分比含量为0.05wt％
‑
10wt％；所述第二硅烷化合物的质量百分比含量为0.1wt％
‑
10wt％。
[0011]优选的，所述第一硅烷化合物的质量百分比含量为0.1wt％
‑
5wt％；所述第二硅烷化合物的质量百分比含量为0.1wt％
‑
5wt％。
[0012]优选的，所述去离子水的质量百分比含量为5wt％
‑
31.8wt％。
[0013]优选的，所述第一硅烷化合物选自硅基磷酸酯、硅基硼酸酯、烯丙氧基三甲基硅烷、三(三甲基硅氧基)苯基硅烷、3
‑
苯胺基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅基丙基琥珀酸酐、三乙氧基硅基丙基琥珀酸酐、异氰酸三甲基硅酯、三(3
‑
(三甲氧基硅基)丙基)异氰脲酸酯、三(3
‑
(三乙氧基硅基)丙基)异氰脲酸酯及其反应产物中的一种或多种。
[0014]优选的，所述硅基磷酸酯选自三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三乙基硅基)磷酸酯、三
(三丙基硅基)磷酸酯、三(三甲氧基硅基)磷酸酯、三(三乙氧基硅基)磷酸酯、三(三丙氧基硅基)磷酸酯、双(三甲基硅基)磷酸氢酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、二甲基(三甲基硅基)亚磷酸酯中的一种或多种；
[0015]所述硅基硼酸酯包含三(三甲基硅基)硼酸酯、三(三乙基硅基)硼酸酯、三(三甲氧基硅基)硼酸酯、三(三乙氧基硅基)硼酸酯、三(乙烯基二甲基硅基)硼酸酯、三(三羟基硅基)硼酸酯、二(三甲基硅基)硼酸酯、二(三乙基硅基)硼酸酯、二(三甲氧基硅基)硼酸酯、二(三乙氧基硅基)硼酸酯、二(乙烯基二甲基硅基)硼酸酯、二(三羟基硅基)硼酸酯、单(三甲基硅基)硼酸酯、单(三乙基硅基)硼酸酯、单(三甲氧基硅基)硼酸酯、单(三乙氧基硅基)硼酸酯、单(乙烯基二甲基硅基)硼酸酯、单(三羟基硅基)硼酸酯、2
‑
三甲基硅基
‑1‑
乙基硼酸二乙醇胺酯、2
‑
(三甲基硅基)乙烯硼酸频哪醇酯、2
‑
三甲基硅基
‑1‑
乙基硼酸频哪醇酯、(二甲基苯硅烷基)硼酸频那醇酯、4
‑
(三甲硅基)苯硼酸中的一种或多种。
[0016]优选的，所述第二硅烷化合物选自四(三甲基硅氧基)硅烷、四(二甲基硅氧基)硅烷、三羟基硅基丙甲基磷酸酯、磷酰烷基硅烷、酰氧基硅烷及其反应产物中的一种。
[0017]优选的，所述磷酰烷基硅烷包含二甲基磷酰乙基三甲氧基硅烷、二甲基磷酰乙基三乙氧基硅烷、二甲基磷酰乙基三丙氧基硅烷、二甲基磷酰丙基三甲氧基硅烷、二甲基磷酰丙基三乙氧基硅烷、二甲基磷酰丙基三丙氧基硅烷、二乙基磷酰乙基三甲氧基硅烷、二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷、二乙基磷酰乙基三丙氧基硅烷、二乙基磷酰丙基三甲氧基硅烷、二乙基磷酰丙基三乙氧基硅烷、二乙基磷酰丙基三丙氧基硅烷、二丙基磷酰乙基三甲氧基硅烷、二丙基磷酰乙基三乙氧基硅烷、二丙基磷酰乙基三丙氧基硅烷、二丙基磷酰丙基三甲氧基硅烷、二丙基磷酰丙基三乙氧基硅烷、二丙基磷酰丙基三丙氧基硅烷中的一种或多种；
[0018]所述酰氧基硅烷包含甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、丙基三乙酰氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、二乙基二乙酰氧基硅烷、二丙基二乙酰氧基硅烷、甲氧基三乙酰氧基硅烷、乙氧基三乙酰氧基硅烷、丙氧基三乙酰氧基硅烷、二甲氧基二乙酰氧基硅烷、二乙氧基二乙酰氧基硅烷、二丙氧基二乙酰氧基硅烷、甲基丙烯酸丙基三乙酰氧基硅烷、烯丙基三乙酰氧基硅烷、四乙酰氧基硅烷中的一种或多种。
[0019]优选的，所述第一硅烷化合物与所述第二硅烷化合物选自硅基磷酸酯与酰氧基硅烷、硅基硼酸酯与酰氧基硅烷、三(3
‑
(三甲氧基硅基)丙基)异氰脲酸酯与磷酰烷基硅烷。
[0020]优选的，还包括无机硅化物、表面活性剂、分散剂和腐蚀抑制剂中的一种或多种。
[0021]优选的，所述无机硅化物选自纳米二氧化硅、纳米氮化硅、硅酸、硅酸盐及卤化硅中的一种或多种。
[0022]本专利技术还提供将以上任一所述化学刻蚀组合物用于提高氮化硅与氧化硅的蚀刻选择比。
[0023]本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术的公开提供了一种用于选择性去除氮化硅并使得氧化硅蚀刻速率最小化的蚀刻组合物，解决了氧化硅再生长的问题，同时避免了在基底形成颗粒，操作窗口较大，在半导体高温蚀刻工艺中具有良好的应用前景。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例8的蚀刻组合物的蚀刻速率随时间变化的示意图。
具体实施方式
[0025]以下结合附图与具体实施例进一步阐述本专利技术的优点。
[0026]依照表1中所记载的组分及其含量配制实施例1
‑
16及对比例1
‑
7中的化学蚀刻组合物，将各组分简单混合即可。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学刻蚀组合物，其特征在于，包括：包括磷酸、硅烷化合物和去离子水。2.如权利要求1所述的化学刻蚀组合物，其特征在于，所述磷酸的质量百分比含量为68wt％
‑
94.8wt％。3.如权利要求2所述的化学刻蚀组合物，其特征在于，所述磷酸的质量百分比含量为76.5wt％
‑
89.2wt％。4.如权利要求1所述的化学刻蚀组合物，其特征在于，所述硅烷化合物包括第一硅烷化合物和第二硅烷化合物，所述第一硅烷化合物的质量百分比含量为0.05wt％
‑
10wt％；所述第二硅烷化合物的质量百分比含量为0.1wt％
‑
10wt％。5.如权利要求4所述的化学刻蚀组合物，其特征在于，所述第一硅烷化合物的质量百分比含量为0.1wt％
‑
5wt％；所述第二硅烷化合物的质量百分比含量为0.1wt％
‑
5wt％。6.如权利要求1所述的化学刻蚀组合物，其特征在于，所述去离子水的质量百分比含量为5wt％
‑
31.8wt％。7.如权利要求4所述的化学刻蚀组合物，其特征在于，所述第一硅烷化合物选自硅基磷酸酯、硅基硼酸酯、烯丙氧基三甲基硅烷、三(三甲基硅氧基)苯基硅烷、3
‑
苯胺基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅基丙基琥珀酸酐、三乙氧基硅基丙基琥珀酸酐、异氰酸三甲基硅酯、三(3
‑
(三甲氧基硅基)丙基)异氰脲酸酯、三(3
‑
(三乙氧基硅基)丙基)异氰脲酸酯及其反应产物中的一种或多种。8.如权利要求7所述的化学刻蚀组合物，其特征在于，所述硅基磷酸酯选自三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三乙基硅基)磷酸酯、三(三丙基硅基)磷酸酯、三(三甲氧基硅基)磷酸酯、三(三乙氧基硅基)磷酸酯、三(三丙氧基硅基)磷酸酯、双(三甲基硅基)磷酸氢酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、二甲基(三甲基硅基)亚磷酸酯中的一种或多种；所述硅基硼酸酯包含三(三甲基硅基)硼酸酯、三(三乙基硅基)硼酸酯、三(三甲氧基硅基)硼酸酯、三(三乙氧基硅基)硼酸酯、三(乙烯基二甲基硅基)硼酸酯、三(三羟基硅基)硼酸酯、二(三甲基硅基)硼酸酯、二(三乙基硅基)硼酸酯、二(三甲氧基硅基)硼酸酯、二(三乙氧基硅基)硼酸酯、二(乙烯基二甲基硅基)硼酸酯、二(三羟基硅基)硼酸酯、单(三甲基硅基)硼酸酯、单(三乙基硅基)硼酸酯、单(三甲氧基硅基)硼酸酯、单(三乙氧基硅基)硼酸酯、单...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏德勇，刘兵，张维棚，
申请(专利权)人：安集微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：