CN100516305C - 半导体用氟表面蚀刻液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体用氟表面蚀刻液及其制备方法，蚀刻液配方：稳定剂25-50，氢氟酸0.2-2，缓冲剂1-10，硝酸2-10，非离子表面活性剂0.0001-0.001，去离子水适量。工艺步骤：一、按配比把缓冲剂加入氢氟酸中，搅拌30分钟，得到混合物I，二、按配比把稳定剂加入硝酸中，搅拌40分钟，得到混合物II，三、把步骤一和步骤二得到的混合物I和II与适量的去离子水混合起来，搅拌30分钟，静止10分钟后再加入非离子表面活性剂，搅拌均匀。本发明制备的蚀刻液通过缓冲剂加入氢氟酸来控制它的腐强度；通过稳定剂加入硝酸中来控制硝酸的蚀刻稳定性；通过加入非离子表面活性剂来降低蚀刻剂的表面涨力，提高蚀刻剂的浸润效果，这样大大提高了产品的稳定性、蚀刻的平滑度和精度，提高了成品率。

Description

半导体用氟表面蚀刻液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种蚀刻液，尤其是涉及一种半导体用氟表面蚀刻液及其制备方法。属电子化学品技术领域。

背景技术

湿法化学蚀刻在半导体制造中是最为常见的图形化技术之一。目前的蚀刻液种类比较繁多，可达上百种，但专门用于半导体的蚀刻液相对较少。蚀刻液在蚀刻中的稳定性、细线条蚀刻的平滑度及精度、产品合格率等方面尚存缺陷。在蚀刻工艺中，因为受硅片表面的光滑度、蚀刻液的表面涨力以及所刻图形的线条的宽度等影响，目前蚀刻液在蚀刻过程中特别是在对细线条的蚀刻工艺中往往会出现蚀刻不清，不到位，或者线条勾底成圆弧形，或者局部出现过度腐蚀等不良状况。主要原因一是目前蚀刻液的性能不能完全符合工艺要求；二是蚀刻液表面涨力偏大，对所腐蚀的硅片表面浸润性不够好所造成。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种蚀刻的稳定性高，平滑度好，精度高，成品率高的半导体用氟表面蚀刻液及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种半导体用氟表面蚀刻液，其特征在于它主要由以下重量份的原料组成：

稳定剂            25-50

氢氟酸            0.2-2

缓冲剂            1-10

硝酸              2-10

非离子表面活性剂  0.0001-0.001

去离子水          适量

所述稳定剂为冰醋酸或盐酸，

所述缓冲剂为氟化铵溶液，浓度为40重量％，

所述硝酸的浓度为70重量％，

所述非离子表面活性剂为FS-300、FSN或异丙醇。

本发明半导体用氟表面蚀刻液的制备方法，其特征在于所述方法主要包括以下工艺步骤：

步骤一、按配比把缓冲剂加入氢氟酸中，搅拌30分钟，得到混合物I，

步骤二、按配比把稳定剂加入硝酸中，搅拌40分钟，得到混合物II，

步骤三、把步骤一和步骤二得到的混合物I和混合物II与适量的去离子水混合起来，搅拌30分钟，静止10分钟后再加入非离子表面活性剂，搅拌均匀。

本发明在配置过程中，先把缓冲剂和氢氟酸混合，因为氢氟酸对硅片的腐蚀特别敏感。考虑到氢氟酸在蚀刻中的腐蚀程度、稳定性等方面因素，加入一定量的缓冲剂，以提高它的稳定性，控制它的腐蚀强度。另外，硝酸的浓度也决定了影响硅片上铝层的腐蚀程度。低浓度硝酸对铝的侵蚀非常强，但高浓度硝酸对硅片也有着很大的侵蚀作用，所以硝酸的含量也起着非常关键的作用。

本发明在硝酸中加入稳定剂，就是为了稳定硝酸的反应，产品稳定性好。

本发明的蚀刻液能有效的控制腐蚀速率，能使蚀刻的平滑度提高近10-15倍，特别对细线条的正向蚀刻非常平整光滑，目前的蚀刻液蚀刻以后表面形成粗糙面在几十纳米范围，而本发明的蚀刻液蚀刻后形成的表面粗糙度在10纳米以内，并能够有效提高在线条图形蚀刻中的稳定性和精度。稳定性提高2倍，成品率提高8％-10％。具体指标如下：颗粒度0.5μm≤50个，纯度：阴离子≤30ppb，阳离子≤0.1ppb。

具体实施方式

实施例1：配置5000ml半导体用氟表面蚀刻液

1、把25ml的氢氟酸(40重量％)加入第一四氟罐中，再加入400ml氟化铵(40重量％)，充分搅拌30分钟，得到混合物I，

2、把1000ml硝酸(70重量％)加入第二四氟罐中，加入1750ml的冰醋酸，搅拌40分钟，得到混合物II，

3、把上述混合物I和混合物II与1824ml的去离子水混合，搅拌30分钟，静止10分钟后加入1mlFS-300，搅拌10分钟，

4、用过滤器在洁净室进行过滤分装即可。

经检测，颗粒度0.5μm≤50个，纯度：阴离子≤30ppb，阳离子≤0.1ppb。

实施例2：配置50000ml半导体用氟表面蚀刻液

1、把250ml氢氟酸(40重量％)加入第一四氟罐中，再加入4000ml氟化铵(40重量％)，充分搅拌30分钟，得到混合物I，

2、把10000ml硝酸(70重量％)加入第二四氟罐中，再加入17500ml的盐酸，搅拌40分钟，得到混合物II，

3、把上述混合物I和混合物II与18240ml的去离子水混合，搅拌30分钟，静止10分钟后加入10mlFSN或异丙醇，搅拌10分钟，

4、用过滤器在洁净室进行过滤分装即可。

经检测，颗粒度0.5μm≤50个，纯度：阴离子≤30ppb，阳离子≤0.1ppb。

Claims (1)

1、一种半导体用氟表面蚀刻液的制备方法，其特征在于所述蚀刻液主要由以下重量份的原料组成：

稳定剂              25-50

氢氟酸              0.2-2

缓冲剂              1-10

硝酸                2-10

非离子表面活性剂    0.0001-0.001

去离子水            适量

所述稳定剂为冰醋酸或盐酸，

所述缓冲剂为氟化铵溶液，浓度为40重量％，

所述硝酸的浓度为70重量％，

所述非离子表面活性剂为FS-300、FSN或异丙醇，

所述方法主要包括以下工艺步骤：

步骤一、按配比把缓冲剂加入氢氟酸中，搅拌30分钟，得到混合物I，

步骤二、按配比把稳定剂加入硝酸中，搅拌40分钟，得到混合物II，

步骤三、把步骤一和步骤二得到的混合物I和混合物II与适量的去离子水混合起来，搅拌30分钟，静止10分钟后再加入非离子表面活性剂，搅拌均匀。