一种THOX蚀刻液的制作方法

本发明属于电子化学品领域，属于电子化学品。

背景技术：

1、半导体器件对污染极端敏感，而二氧化硅在防止硅器件被污染方面起了重要作用。一是保护器件的表面及内部，在表面形成的二氧化硅密度非常高(无孔)，非常硬，能防止环境中脏物质侵入敏感的晶圆表面，它的硬度可防止晶圆表面在制造过程中被划伤及增强晶圆在生产流程过程中的耐用性；二是，工艺过程中的一些电特性活跃的污染物在二氧化硅表面形成，使得硅器件远离电子活性表面。

2、二氧化硅还用作掺杂的阻挡层。在硅技术里用到的所有掺杂物，其在二氧化硅里的运行速度低于在硅中的运行速度，因此，一层相对较薄的二氧化硅就可以阻挡掺杂物浸入硅表面。此外，二氧化硅与硅的热膨胀系数接近，在高温氧化工艺、掺杂扩散或其它一些工艺中，晶圆会热胀冷缩，二氧化硅与硅胀缩速率接近，在加热或冷却时，晶圆不会发生弯曲。

3、不同方式沉积/生长的二氧化硅致密度不同，采用cvd方法淀积的二氧化硅膜(teos)在结构和化学计量上不同于热生长的氧化膜(thox)。视沉积温度的不同，沉积的氧化物具有比较低的密度和不同的机械性能，如折射系数、对裂纹的抵抗、绝缘强度和刻蚀速率。在半导体制备工艺中，会需要同时蚀刻thox与teos膜层，在thox与teos膜层横向蚀刻只能使用湿法蚀刻工艺，通常情况下，致密度更低的teos会更容易被蚀刻，当前的蚀刻液对thox与teos的蚀刻选择比不超过0.5:1，目前高端芯片制程有工艺需要对thox进行选择性蚀刻。但thox与teos本质都是二氧化硅，且thox的结构更加致密，当前还没有一款蚀刻液可以实现对thox的蚀刻速率大于teos。对芯片设计多样性带来了诸多阻碍。

技术实现思路

1、本发明针对现有蚀刻液在thox与teos选择性蚀刻方面的不足，目的在于提供一种thox与teos蚀刻选择比大于2的蚀刻液。

2、为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种thox蚀刻液，其特征在于，该蚀刻液主要成分包含质量分数为60-90％仲醇、15-30％的伯醇、0.04-0.4％的氢氟酸、0.05-2％的醇胺类添加剂。

4、上述方案中，所述的仲醇的通式如式(1)所示。

5、式(1)：其中，r1为c1-6的烷基或者烷羟基

6、上述方案中，所述的伯醇的通式如式(2)所示。

7、式(2)：其中，r2为氢或c1-6的烷基或者烷羟基

8、上述方案中，所述的氢氟酸为含量49％的电子级氢氟酸。

9、上述方案中，所述的醇胺类添加剂为乙醇胺、异丙醇胺、二甲氨基乙醇、二乙氨基乙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种的混合物。

10、上述方案中，所述蚀刻液对thox与teos的蚀刻选择比大于2：1

11、本发明的有益效果：

12、(1)本发明的蚀刻液主要为有机组分，且均为分子量较低的小分子有机物，使得蚀刻液整体具有较低的表面张力，能够很好的浸润到微小的结构之中，同时蚀刻后的膜层表面粗糙度极低，适用于高深宽比、小尺寸的复杂高端芯片。

13、(2)本发明的蚀刻液中水分含量极低，主要以有机组分为主，这可以改变氢氟酸在蚀刻液中的电离状态，仲醇为主的体系可以减小蚀刻液对thox与teos之间的蚀刻差距，伯醇的存在可以翻转蚀刻液对thox与teos的蚀刻选择比，使得蚀刻液对thox的蚀刻速率大于对teos的蚀刻速率。

14、(3)本发明的蚀刻液中醇胺类添加剂，由于其烷羟基的强给电子效应，使得n原子上拥有较高的电子云密度，增加了n+的稳定性，能很好的对氢氟酸起到缓释作用。同时，醇胺类添加剂的加入还可以提高蚀刻液对thox与teos的蚀刻选择比。

技术特征：

1.一种thox蚀刻液，其特征在于，该蚀刻液主要成分包含质量分数为60-90％的仲醇、15-30％的伯醇、0.04-0.4％的氢氟酸、0.05-2％的醇胺类添加剂。

2.根据权利要求1所述的thox蚀刻液，其特征在于，所述的仲醇的通式如式(1)所示：其中，r1为c1-6的烷基或者烷羟基。

3.根据权利要求1所述的thox蚀刻液，其特征在于，所述的伯醇的通式如式(2)所示：其中，r2为氢或c1-6的烷基或者烷羟基。

4.根据权利要求1所述的thox蚀刻液，其特征在于，所述的氢氟酸为含量49％的电子级氢氟酸。

5.根据权利要求1所述的thox蚀刻液，其特征在于，所述的醇胺类添加剂为乙醇胺、异丙醇胺、二甲氨基乙醇、二乙氨基乙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种的混合物。

技术总结
本发明公开了一种热氧二氧化硅膜层（THOX）蚀刻液，该蚀刻液的主要成分包括占蚀刻液60‑90%质量的仲醇、15‑30%质量的伯醇、0.04‑0.4%质量的氟离子源、0.05‑2%质量的醇胺类添加剂，该THOX蚀刻液能实现对THOX膜层的蚀刻速率快与对TEOS（硅酸四乙酯CVD沉积二氧化硅）膜层的蚀刻速率，蚀刻选择比＞2:1。

技术研发人员：冯凯,贺兆波,叶瑞,李素云,樊澌,武昊冉,张庭,班昌胜,严凡,苏张轩
受保护的技术使用者：湖北兴福电子材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21