一种boe蚀刻液组合物的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种BOE蚀刻液组合物。包括浓度为0.5-30wt％的氢氟酸（HF），浓度为1-40wt％的氟化铵（NH4F）和水，所述组合物还含有添加剂，所述添加剂为脂肪族有机酸（C2-C12）、脂肪族有机碱（C2-C12）、脂肪族有机醇（C2-C12）中的一种或其混合物，BOE蚀刻液组合物还进一步含有烷基硫酸铵盐阴离子表面活性剂。相对传统的湿法蚀刻组合物，本发明所述BOE蚀刻液对二氧化硅具有较高的蚀刻选择性，可高速蚀刻二氧化硅，并且BOE蚀刻液对硅片具有低接触角，可明显改善BOE蚀刻液对硅片蚀刻层的润湿和蚀刻均匀性。
【专利说明】一种BOE蚀刻液组合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种湿法蚀刻液组合物，更具体地说涉及一种改进的二氧化硅选择性清除的BOE蚀刻液组合物。
【背景技术】 [0002]湿法蚀刻是半导体和液晶面板加工中不可或缺的工艺，缓冲氧化物蚀刻液(BOE)组合物通过去除半导体硅片薄膜未被光阻覆盖的氧化层部分，从而达到蚀刻的目的。上述BOE蚀刻液组合物成分为氢氟酸、氟化铵和水。以上BOE蚀刻液表面张力很大,对半导体娃片蚀刻层的润湿性很差，导致蚀刻图案严重变形。
[0003]为了改善缓冲氢氟酸蚀刻液对半导体硅片蚀刻层的润湿性，降低BOE蚀刻液的表面张力，美国专利US4282624，
【公开日】为:1986年4月15日，公开了蚀刻液组成包括氟化氢，氟化铵，并选择一种含氟羧酸或其盐类表面活性剂。含氟羧酸类表面活性剂通式=RfCOOH或其铵盐，其中Rf是含氟烃，有3至20个碳原子，如表面活性剂C4F9O (CF3) C00NH4。含氟烃组成，此处意指任何饱和或不饱和，直链或支链，取代或取代烃类，包含至少一个氟原子。欧洲专利EP0691676B1，
【公开日】为:1999年12月5日，公开了一种蚀刻液，包括氢氟酸，氟化铵和水,表面活性剂为烷基磺酸类表面活性剂和氟氢烷基羧酸类表面活性剂,其中烷基磺酸类表面活性剂CnH2n+1S03H，其中，η代表5~10的整数，氟氢烷基羧酸类表面活性剂(H(CF2)mC00H，其中m是I到10的整数，两种表面活性剂的最佳添加量依氟化铵和氟化氢的浓度而定。
[0004]通过在BOE蚀刻液组合物中加入表面活性剂，BOE蚀刻液组合物的表面张力得到降低，蚀刻效果得到改善，但含有上述表面活性剂的BOE蚀刻液对硅片的接触角较大，并且渗透复杂微观表面的能力较差，不能保证蚀刻图案的整齐划一，同时也存在对二氧化硅选择性蚀刻能力较差的问题。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种对二氧化硅具有较高蚀刻选择性的BOE蚀刻液组合物，可高速蚀刻二氧化硅。
[0006]本发明采用的技术方案为:
[0007]一种BOE蚀刻液组合物，包括氢氟酸(HF)，氟化铵(NH4F)和水，所述组合物还含有添加剂，所述添加剂为有机酸(C2-C12)、有机碱(C2-C12)、有机醇(C2-C12)等三种中的一种或其混合物。
[0008]所述的BOE蚀刻液组合物，还进一步含有烷基硫酸铵盐阴离子表面活性剂，阴离子表面活性剂用量为50-450ppm。
[0009]所述的有机酸是选自以下中的至少一种:丁二酸、乳酸、戊二酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸等，有机碱是选自以下中的至少一种:甲基乙醇胺、异丁醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、十二胺等，有机醇是选自以下中的至少一种:苯甲醇、乙二醇、正丁醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇等。所述的添加剂用量为50-450ppm。
[0010]所述的BOE蚀刻液组合物中氢氟酸浓度为0.5-30wt%,氟化铵浓度为l_40wt%。
[0011]所述的BOE蚀刻液组合物可选择性去除硅片表面上的二氧化硅。与现有技术相t匕，本发明的有益效果是:
[0012]1、脂肪族有机酸(C2_C12)、脂肪族有机碱(C2_C12)、脂肪族有机醇(C2-C12)和烷基硫酸铵盐阴离子表面活性剂的使用能明显降低BOE蚀刻液对硅片的接触角，提高蚀刻选择性。
[0013]2、相对于传统的BOE蚀刻液组合物，本发明所述BOE蚀刻液可高速蚀刻二氧化硅，且可明显改善BOE蚀刻液对硅片蚀刻层的润湿性和蚀刻均匀性。
【具体实施方式】
[0014]下面通过实施例对本发明进一步说明，但本发明并不限于所述的实施例。
[0015]实施例
[0016]使用超纯水配制BOE蚀刻液组合物，所述的超纯水在25 V的电阻率不低于18兆欧，BOE蚀刻液组合物所含成分显示于表1。其中实施例1添加剂为丁二酸、戊胺，用量分别为150ppm、50ppm ;实施例2添加剂为十一酸、癸胺，用量分别为200ppm、IOOppm ;实施例3添加剂为甲基乙醇胺、异丙醇和戍酸，用量分别为50ppm、300ppm和IOOppm;实施例4添加剂为十二胺、辛醇，用量分别为50ppm、IOOppm ;实施例5添加剂为己酸、十二醇,用量分别为25ppm、25ppm ;实施例6添加剂为正丁醇，用量为450ppm ;实施例7无添加剂。
[0017]阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸铵盐。所述BOE蚀刻液组合物使用时，保持蚀刻液的温度为30°C，浸溃二氧化硅薄膜时间30秒，浸溃氮化硅薄膜时间120秒，蚀刻完成后，硅片用超纯水清洁和氮气吹干即可。
[0018]对照例
[0019]蚀刻液所含成分显不于表1,并根据实施例同样的方法处理样品。表1中，对照例使用的表面活性剂为市售全氟烷基磺酰胺盐。
[0020]结果如表1所示，与对照例BOE蚀刻液相比，实施例有较低的接触角，并且蚀刻图案显示出良好的均匀性。
[0021]表1
[0022]
【权利要求】
1.一种BOE蚀刻液组合物，包括氢氟酸(HF)，氟化铵(NH4F)和水，其特征在于:所述组合物还含有添加剂，所述添加剂为脂肪族有机酸(C2-C12)、脂肪族有机碱(C2-C12)、脂肪族有机醇(C2-C12)中的一种或其混合物。
2.如权利要求1所述的BOE蚀刻液组合物，其特征在于:所述BOE蚀刻液还进一步含有烷基硫酸铵盐阴离子表面活性剂，阴离子表面活性剂用量为50-450ppm。
3.如权利要求1中所述的BOE蚀刻液组合物，其特征在于:所述的脂肪族有机酸是选自以下中的至少一种:丁二酸、乳酸、戊二酸、草酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸，脂肪族有机碱是选自以下中的至少一种:甲基乙醇胺、异丁醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、十二胺，月旨肪族有机醇是选自以下中的至少一种:乙二醇、正丁醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇。
4.如权利要求1中所述的BOE蚀刻液组合物，其特征在于:所述的添加剂用量为50_450ppm。
5.如权利要求1中所述的BOE蚀刻液组合物，其特征在于:所述的BOE蚀刻液中氢氟酸浓度为0.5-30wt%，氟化铵浓度为l-40wt%。
6.如权利要求1-5任一项所述的BOE蚀刻液组合物，其特征在于:使用BOE蚀刻液组合物，选择性去除半导体硅片表面上的二氧化硅。
【文档编号】C09K13/08GK103756681SQ201310755319
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】王海, 田志扬, 潘绍忠, 张晓东, 张学良, 傅明星, 王瑞 申请人:浙江凯圣氟化学有限公司