[发明专利]一种氮化硅与P型多晶硅等速蚀刻液

说明书

本发明公开了一种氮化硅与P型多晶硅的等速蚀刻液，其主要成分包括磷酸、单硝基化合物、硝基稳定剂、表面活性剂和水组成，本发明通过控制工艺温度以及调整各组分的添加量可以实现氮化硅层与P型多晶硅层的蚀刻速率比值稳定在1.0±0.1。

技术领域

本发明属于电子化学品领域，具体涉及一种氮化硅与P型多晶硅的等速蚀刻液及其制备方法

背景技术

集成电路制造工艺流程中，在制备特定栅极MOSFET器件时，需要在P型多晶硅上分别沉积氮化硅与二氧化硅两种硬掩膜，干法蚀刻通孔后需要将P型多晶硅连同上一层氮化硅硬掩膜同步向内蚀刻一定深度。

目前常用对的氮化硅蚀刻液为高温磷酸，其对氮化硅的蚀刻速率约为65A/min,对P型多晶硅的蚀刻速率＜1A/min；而一般多晶硅的蚀刻液对多晶硅的蚀刻速率在1000A/s，对氮化硅的蚀刻选择比要＞100:1，采用上述蚀刻液分步蚀刻难以控制蚀刻后氮化硅与P型多晶硅的蚀刻深度。

发明内容

本发明提供了一种一种氮化硅与P型多晶硅的等速蚀刻液，解决了氮化硅与P型多晶硅层分步蚀刻时，蚀刻形貌难以控制、蚀刻终点难以判断的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种氮化硅与P型多晶硅的等速蚀刻液，其特征在于，蚀刻液为电子级产品，其主要成分包含占蚀刻液质量百分比75-88％的磷酸、0.01-0.5％的单硝基化合物、0.1-1％的硝基稳定剂、0.01-0.5％的表面活性剂、余量为水。

上述方案中，所述的磷酸为电子级磷酸，硝酸根含量＜0.05ppm，金属离子含量＜10ppb。

上述方案中，所述的单硝基化合物的沸点＞160℃。

上述方案中，所述的单硝基化合物为3-硝基吡啶、2-硝基咪唑、3-硝基丁醇、3-硝基丙醇中的一种或几种的混合物。

上述方案中，所述的硝基稳定剂为N-甲基苯胺、苯胺、N,N-二甲基苯胺，N,N’-二甲基-N,N’-二苯脲中的一种或几种的混合物。

上述方案中，所述的表面活性剂为全氟烷基羧酸，选自全氟辛酸、全氟戊酸、全氟庚酸、全氟丁酸、全氟壬酸、全氟癸酸、全氟十一烷酸中的至少一种。

上述方案中，所述的蚀刻液蚀刻氮化硅与P型多晶硅的蚀刻速率比值稳定在1.0±0.1。

本发明的有益效果

1.氮化硅与P型多晶硅的等速蚀刻液中磷酸为硝酸根含量＜0.05ppm，金属离子含量＜10ppb的电子级磷酸，不会因为磷酸中的硝酸根和金属离子的含量影响蚀刻液对P型多晶硅的蚀刻速率，有利于蚀刻液的组分调控。

2.氮化硅与P型多晶硅的等速蚀刻液中单硝基化合物可以提高蚀刻液对P型多晶硅的蚀刻速率而不影响其对氮化硅的蚀刻速率，从而达到蚀刻液蚀刻氮化硅与P型多晶硅的蚀刻速率比值达到1:1左右。

3.氮化硅与P型多晶硅的等速蚀刻液中硝基稳定剂可以稳定单硝基化合物的氧化能力，使得单硝基化合物在蚀刻过程中可以产生长效稳定可控的氧化作用，从而使得蚀刻液蚀刻氮化硅与P型多晶硅的蚀刻速率比值稳定在1.0±0.1。

4.氮化硅与P型多晶硅的等速蚀刻液可以实现氮化硅层与P型多晶硅层的等速蚀刻，避免了使用两种蚀刻液分步蚀刻时，蚀刻形貌难以控制、蚀刻终点难以判断的问题。

5.氮化硅与P型多晶硅的等速蚀刻液中所使用的表面活性剂使得蚀刻液对二氧化硅硬掩膜与硅基底有相近的浸润性(接触角差值＜2°)，有利于蚀刻液在蚀刻氮化硅与P型多晶硅时不会因为上下浸润性的差异出现蚀刻形貌上的差异。

附图说明

图1为初始结构层层状结构示意图。