[发明专利]一种去磨纹的硅蚀刻液

说明书

本发明涉及一种去磨纹的硅蚀刻液。该蚀刻液由硝酸、硝酸羟胺、氟磺酸、二氟化氢铵、二氟化氙、硫酸、增稠剂和去离子水组成。其中增稠剂可以是聚丙烯酰胺、己醇、辛醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等中的任意一种。本发明中硝酸羟胺与氟磺酸反应生成氢氟酸，二氟化氙在酸性环境下缓慢分解生成氢氟酸，均增加蚀刻液组合物中的氢氟酸的浓度，能够抑制上述蚀刻液组合物的经时变化，维持稳定的蚀刻速率。本发明的去磨纹蚀刻液能够直接用于磨片的背面打毛工艺，蚀刻掉较深的机械磨纹，省略了抛光去磨纹工序，节约了成本，提高生产效率，同时也能维持稳定的蚀刻寿命。

技术领域

本发明属于湿电子化学品和晶圆背面打毛加工交叉技术领域，具体涉及一种去磨纹的硅蚀刻液。

背景技术

在集成电路芯片的制造中，需要在硅片背面注入金属，此金属层可做为电极、接合、导热用的金属层，从而起到散热及降低电阻的效果。然而，在背面金属化制程之前需要对晶圆背面打毛处理，否则硅片表面太光滑，金属离子难以在表面附着、停留，金属层难以与基材紧密连结，则导致金属层剥离、电阻上升、影响半导体器件的可靠性。业界已有几款硅蚀刻液能够实现晶圆的背面打毛，例如专利文献1，专利文献2。专利文献1蚀刻速率较低，在单位时间里的去除量少，只适用于经化学晶圆减薄液处理过的硅片，无法满足深磨纹的机械研磨片的蚀刻。因此专利文献2先用10-16％的HF,20-30％HNO₃,15％-25％的H₂SO₄,14-20％的H₃PO₄和20％-30％的水的蚀刻混合物来进行损伤蚀刻，去除机械磨痕；然后再用3％-7％的HF，3％-7％的HNO₃，75％-85％的H₂SO₄，5％-15％的水的蚀刻混合物来制造粗糙表面，如果只用去损伤蚀刻液处理硅片，由于其蚀刻速率过快难以控制，导致蚀刻表面不均匀，药液稳定性差，如果只用上述制造粗糙表面的蚀刻液蚀刻的话，蚀刻后仍有磨纹出现，因此必须经过两道工序。并且由于不同厂家研磨硅片的工艺设备有所差异，导致有的硅片磨纹很深，直接用打毛液去处理的话仍会留下很深的纹痕，因此在用背面打磨液之前一般都用晶圆减薄液处理机械磨纹，这样冗长复杂的工序必会增加制造的成本。

因此开发一款去磨纹蚀刻液能够直接用于磨片的背面打毛工艺，蚀刻掉较深的机械磨纹，省略了抛光去磨纹工序，方能节约成本，提高生产效率。

专利文献1：一种硅片打磨液CN 109913222 A

专利文献2：粗蚀刻硅太阳能电池的工艺CN 1411612 A

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供了一种高蚀刻速率的去磨纹蚀刻液，能够直接运用于磨纹很深的机械磨片上，缩短了工艺时间，节约了成本，同时获得蚀刻表面均匀平整，无机械磨纹残留的粗糙表面；

本发明提供的一种高使用寿命的去磨纹蚀刻液，能够在蚀刻速率较快的情况下，补充有效组分的消耗，减少有效气体的挥发，维持稳定的蚀刻寿命。

为实现上述目的，本发明技术方案提供一种去磨纹的硅蚀刻液，其含有硝酸、硝酸羟胺、氟磺酸、二氟化氢铵、二氟化氙、硫酸、增稠剂和去离子水，该蚀刻液被直接用于机械磨片的背面打毛工艺。

其中，去磨纹的硅蚀刻液中硝酸的重量含量在3％～7％；硝酸羟胺的重量含量在0.01％～0.5％；氟磺酸的重量含量在0.1％～1％；二氟化氢铵的重量含量在4％～8％；二氟化氙的重量含量在0.1％～2％；硫酸的重量含量在75％～85％；增稠剂的重量含量在0.01％～0.1％；去离子水的重量含量为余量。

其中，去磨纹的硅蚀刻液中的增稠剂包括聚丙烯酰胺、己醇、辛醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；并优选聚丙烯酰胺或聚乙二醇。

本发明的技术方案中，硝酸为主氧化剂，硝酸羟胺和硝酸反应生成的亚硝酸，提高了硅的氧化速率，同时也补充了硝酸的消耗。