[发明专利]一种低选择性的BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻液

说明书

本发明公开了一种低选择性的BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻液，主要成分包括氢氟酸、有机溶剂、含氟化合物、胺类。本发明的蚀刻液中氢氟酸用于蚀刻BPSG和PETEOS薄膜；有机溶剂用于降低蚀刻液对BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻速率，使蚀刻反应易于控制；含氟化合物作为氟离子缓释剂，提供氟离子，稳定蚀刻液的蚀刻速率和延长蚀刻液的使用寿命；胺类用于降低BPSG薄膜的蚀刻速率，使BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻速率选择比接近于1。本发明所述的蚀刻液能够使BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻速率选择比稳定在1.1±0.2。

技术领域

本发明涉及半导体制造工业中介电层的蚀刻加工技术领域，更具体的说涉及一种低选择性的BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻液。

背景技术

在半导体制造工业中，介电层薄膜的生长是一种添加制程，使金属层与金属层之间，金属层与有源器件之间提供可靠地绝缘保护。当有源器件在晶圆的表面制作完成后，在金属沉积前，会沉积介电层，一般介电层ILD的形成层次为①SiON层沉积(用来避免上层B、P渗入器件)；②BPSG(掺有硼、磷的硅玻璃即硼磷硅玻璃)层沉积；③PETEOS(等离子体增强正硅酸乙酯)层沉积；最后再经ILD Oxide CMP(SiO2的化学机械研磨)来做平坦化。

在使用蚀刻液进行蚀刻时(见附图1)，由于BPSG的蚀刻速率比PETEOS快，随着蚀刻的进行BPSG层会出现侧掏现象(见附图2)，影响后续的金属沉积制程。本发明为了解决BPSG侧掏问题，开发了一种蚀刻液，能够使BPSG和PETEOS的蚀刻速率选择比接近于1，使BPSG和PETEOS以等同的蚀刻速率进行蚀刻，蚀刻效果见附图3，同时也能稳定控制蚀刻液的蚀刻速率、延长蚀刻液的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够降低BPSG薄膜的蚀刻速率，使BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻速率选择比接近于1的蚀刻液，解决由于BPSG层蚀刻过快而出现的侧掏问题。

本发明涉及一种BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻液，所述蚀刻液的组成包括：占蚀刻液总重量0.01-3％的氢氟酸、10-50％的有机溶剂、1-20％的含氟化合物、0.01-2％的胺类。

进一步地，本发明涉及上述蚀刻液，氢氟酸原始浓度为48-50％。

进一步地，本发明涉及上述蚀刻液，有机溶剂为选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、丙三醇、二乙二醇、三乙二醇、环己醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丁醚、乙烯乙二醇醚等中的至少一种。

进一步地，本发明涉及上述蚀刻液，含氟化合物为选自氟化氢铵、氟化铵、氟硼酸、四甲基氟化铵、全氟辛酸、氟硼酸铵、三氟乙酸乙酯、对氟苯乙烯等中的至少一种。

进一步地，本发明涉及上述蚀刻液，胺类为选自二烯丙基胺、二正丙胺、二异丁胺、二正丁胺、2-乙基己胺、二异丙胺、1,2-二甲基丙胺、仲丁胺、1,5-二甲基己胺、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、三乙烯二胺、吗啡啉、环己胺等中的至少一种。

进一步地，本发明涉及上述蚀刻液，所述的氢氟酸用于蚀刻BPSG和PETEOS薄膜；有机溶剂用于降低蚀刻液对BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻速率，使蚀刻反应易于控制；含氟化合物作为氟离子缓释剂，提供氟离子稳定蚀刻液的蚀刻速率和延长蚀刻液的使用寿命；胺类用于降低BPSG薄膜的蚀刻速率，使BPSG和PETEOS薄膜的蚀刻速率选择比接近于1。

进一步地，本发明涉及上述蚀刻液，其蚀刻速率选择比为1.1±0.2。

进一步地，本发明涉及上述蚀刻液，蚀刻温度为15-30℃，蚀刻时间为1-8min。

本发明中蚀刻速率的验证使用椭圆偏振光谱仪对蚀刻前后的膜层厚度进行量测，根据{(蚀刻前厚度-蚀刻后厚度)/蚀刻时间}计算蚀刻速率，通过公式①计算蚀刻速率选择比。