[发明专利]高选择比氮化硅蚀刻液、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高选择比氮化硅蚀刻液、其制备方法及应用。该蚀刻液包括以下质量分数的组分：75％‑85％的磷酸、0.1％‑12％的化合物A和3％‑24％的水，所述的质量分数为各组分质量占各组分总质量的百分比。本发明的蚀刻液对氧化硅和氮化硅的蚀刻速率选择比适当、能够选择性地去除氮化物膜、提升蚀刻液的寿命且能适应层叠结构层数的增加。

技术领域

本发明涉及一种高选择比氮化硅蚀刻液、其制备方法及应用。

背景技术

诸如氧化硅(SiO₂)膜的氧化物膜和诸如氮化硅(SiNx)膜的氮化物膜是代表性的绝缘体膜，并且在半导体制造过程中，氧化硅膜或氮化硅膜可单独使用或以层叠体(laminate)的形式使用，在层叠体中一层或多层薄膜交替堆叠。此外，氧化物膜或氮化物膜也用于形成诸如金属布线的导电图案的硬掩模。

在用于去除氮化物膜的湿式蚀刻工艺中，通常使用磷酸水溶液。单独的磷酸水溶液存在很多问题，诸如：氧化硅和氮化硅的蚀刻速率选择比不当，工艺过程中短时间内溶液中颗粒和沉淀较多，导致药水寿命短，无法适应层叠结构的层数增加等。

为了解决这些问题，亟需考虑在磷酸水溶液中增加添加剂，以提升磷酸水溶液的蚀刻能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有的去除氮化物膜的湿式蚀刻工艺中使用磷酸水溶液进行蚀刻时，氧化硅和氮化硅的蚀刻速率选择比不当、工艺过程中短时间内溶液中颗粒和沉淀较多导致药水寿命短、无法适应层叠结构的层数增加等缺陷，而提供了一种高选择比氮化硅蚀刻液、其制备方法及应用。使用该蚀刻液进行蚀刻时氧化硅和氮化硅的蚀刻速率选择比适当、能够选择性地去除氮化物膜、提升蚀刻液的寿命且能适应层叠结构层数的增加。

本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题。

本发明提供了一种蚀刻液组合物，其包括以下质量分数的组分：75％-85％的磷酸、0.1％-12％的化合物A和3％-24％的水，所述的质量分数为各组分质量占各组分总质量的百分比；

在上述蚀刻液组合物中，所述的水可为去离子水、蒸馏水、纯水和超纯水中的一种或多种。

在上述蚀刻液组合物中，所述的蚀刻液组合物可为用于蚀刻氮化硅膜的蚀刻液组合物。所述的蚀刻可在氧化硅膜存在下进行。所述的氮化硅膜可为在图案化的硅半导体晶片上形成的氮化硅膜。所述的氮化硅膜的厚度可为所述的氧化硅膜可为在图案化的硅半导体晶片上形成的氧化硅膜。所述的氧化硅膜的厚度可为

在一个实施方案中，当所述的蚀刻在氧化硅膜存在下进行时，所述的氧化硅膜和所述的氮化硅膜为氧化硅膜和氮化硅膜的层叠结构。所述的层叠结构中，所述的氧化硅膜的厚度可为所述的氮化硅膜的厚度可为所述的层叠结构中，所述的层叠结构的层数可为10～200层，例如32层、64层、128层或192层。

在上述蚀刻液组合物中，所述的磷酸的质量分数可为77％、78％、81％、84％或85％。

在上述蚀刻液组合物中，所述的化合物A的质量分数可为0.5％-10％，例如1.0％-9.5％，还例如4.5％。

在上述蚀刻液组合物中，所述的蚀刻液组合物可仅包含所述的磷酸、所述的化合物A和所述的水。

在上述蚀刻液组合物中，所述的蚀刻液组合物可由以下任一方案组成：

方案一：

所述的蚀刻液组合物由4.50％的化合物A、81％的磷酸和14.5％的水组成；

方案二：

所述的蚀刻液组合物由1.0％的化合物A、84％的磷酸和15％的水组成；

方案三：