本发明涉及半导体生产技术领域，具体涉及一种铝栅刻开区硅渣清除组合物及硅渣清除方法。
背景技术：
铝硅和铝硅铜已经成为半导体工艺互连线的主要薄膜材料。上述材料中的硅含量为0.5～1％，目的在于防止衬底硅与金属铝接触式产生铝硅互溶，形成损伤器件的结。铝硅或铝硅铜经干刻或湿刻成线条时，由于金属干刻或湿刻时气体或酸液无法与硅彻底反应，硅材质以硅渣的形式在刻开区残留下来。硅渣残留呈小黑点状，分布与圆片表面形成表观缺陷，影响圆片表面质量镜检合格率。
cn103887230a中也提及了上述技术问题。cn103887230a中改进的技术方案为将硅片放入通有sf6和氧气的另一台干法蚀刻设备lam490中，运行去硅渣程序，去除腐蚀窗口区域残留的硅渣。干法蚀刻去硅渣的优点在于与硅的反应速度快，缺陷在于成本高；另外，为了降低栅漏电流，圆片金属连线的下层为氧化物材质的绝缘介质层例如硼磷硅玻璃(bpsg)、二氧化硅(tsio2)，而上述的干法蚀刻对硅/金属氧化物的选择比较差，氧化层损失多，通常的做法是为了提高硅渣去除效果，增加干刻的过刻量，但过刻量的增加不适用于薄场铝栅中。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种铝栅刻开区硅渣清除组合物，能有效清除分布于圆片表面的硅渣，对铝栅线的侧蚀量和铝下介质层的侵蚀小。
为了实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种铝栅刻开区硅渣清除组合物，其特征在于，按重量百分比计，其组成为：磷酸55～80％、醋酸3～25％、硝酸0.5～6％、氟离子源1.5～15％、缓蚀剂0～5％和余量水，氟离子源中包含1～10％的氟硼酸和/或氟硼酸铵。
优选的技术方案为，按重量百分比计，其组成为：磷酸64～76％、醋酸8～16％、硝酸1～4％、氟离子源1.5～12％、缓蚀剂0.5～5％和余量水，氟离子源中包含2～5％的氟硼酸和/或氟硼酸铵。
优选的技术方案为，所述氟离子源还包括选自氟化氢、氟化铵、氟化氢铵中的一种或两种以上的组合。
优选的技术方案为，氟离子源由氟硼酸、氟化氢和氟化铵组合而成，氟硼酸、氟化氢和氟化铵的重量之比为1：(0.05～0.3)：(0.1～0.4)。
优选的技术方案为，还包括水溶性缓蚀剂0.1～5％。
优选的技术方案为，所述缓蚀剂为磷酸酯缓蚀剂。
优选的技术方案为，所述缓蚀剂由组分a和组分b组合而成，组分a为选自磷酸酯lyco-p08和磷酸酯lyco-p30中的一种或两种的组合，组分b为聚乙二醇磷酸酯，所述缓蚀剂中聚乙二醇磷酸酯的含量为10～34％。
优选的技术方案为，所述聚乙二醇磷酸酯中聚乙二醇的分子量为1000～4000。
本发明的目的之二在于提供一种铝硅刻蚀后的硅渣清除方法，其特征在于，包括以下步骤：将铝硅刻蚀后的元件浸泡于上述的铝栅刻开区硅渣清除组合物中。
优选的技术方案为，铝栅刻开区硅渣清除组合物中元件的浸泡工艺条件为室温常压。
本发明的优点和有益效果在于：
该铝栅刻开区硅渣清除组合物以混酸作为主要组成，氟离子源提供氟离子，硝酸、氢氟酸与硅反应生成氟硅酸、一氧化氮和水，磷酸和乙酸具有缓冲作用，稳定硅渣清除组合物的ph值；
加入缓蚀剂，有助于提高铝栅刻开区硅渣清除组合物对于硅、金属连线和铝下氧化层的选择性，减小圆片中位于刻开区之间的金属连线侧蚀量以及铝下氧化层的侵蚀量。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
混酸体系中各组分的作用
磷酸和乙酸的电离产生大量的氢原子，维持铝栅刻开区硅渣清除组合物的酸性，进而保证硝酸根离子在酸性条件下的强氧化性。硝酸作为硅渣的氧化剂使用，单质硅与硝酸和氢氟酸反应生成氟硅酸，氟硼酸可部分解离为氢氟酸，并且随着氟化氢的持续消耗，反应平衡向生成氟化氢的方向移动，保证硅渣溶解过程中反应温和，反应速率适中。
氟离子源
氟离子源仅为氟硼酸和/或氟硼酸铵时，二氧化硅初始溶解速度较小，进一步的，加入氟化氢或者氟化铵可以向体系中补入与二氧化硅反应的氟化氢，硅渣的初始溶解速度增加。硝酸与硅的氧化反应为放热反应。
硅、硝酸与氟化氢反应生成氟硅酸，在强酸中，氟硅酸根离子的稳定性低，铵根离子有助于提高组合物体系中氟硅酸的稳定性。硅渣清洗过程中组合物体系中还存在少量的硅酸根离子，铵根离子浓度过大，则容易引发铵根离子和硅酸根离子的双水解，产生硅酸沉淀，影响去硅渣效果。
缓蚀剂
缓蚀剂的作用在于降低混酸组合物对于铝栅的侧蚀和对刻开区底部氧化物介质层的侵蚀。缓蚀剂根据铝栅和氧化物介质层的材质确定，通常为铝缓蚀剂和/或铜缓蚀剂。
考虑到强酸体系中缓蚀剂的稳定性，钠钾盐缓蚀剂的阴离子还会影响硅渣清洗效果，或者产生不必要的沉淀，钠钾离子活性高，钠钾离子的沾污会增加器件表面劣化的几率。因此，优选的缓蚀剂为磷酸酯缓蚀剂，进一步的，上述磷酸酯缓蚀剂为水溶性磷酸酯缓蚀剂。
水溶性磷酸酯缓蚀剂
水溶性磷酸酯缓蚀剂包括但不限于：水溶性壳聚糖磷酸酯、水溶性聚乙二醇磷酸酯、水溶性2，5-二巯基噻二唑磷酸酯、高活性磷酸酯lyco-p08和磷酸酯lyco-p30。
进一步的，缓蚀剂由组分a和组分b组合而成，组分a为选自磷酸酯lyco-p08和磷酸酯lyco-p30中的一种或两种的组合，组分b为聚乙二醇磷酸酯，缓蚀剂中聚乙二醇磷酸酯的含量为10～34％。更进一步的，聚乙二醇磷酸酯中聚乙二醇的分子量为1000～4000。杂原子n、p、o、s很容易作为吸附中心吸附在金属及非金属的表面，即磷酸酯缓蚀剂在金属连线材质铝表面和二氧化硅发生比较完全的螯合作用，聚乙二醇磷酸酯以氢键形式吸附于绝缘介质层氧化物二氧化硅、硼磷硅玻璃、等离子体增强正硅酸乙脂层的表面，有助于增加铝和二氧化硅表面保护膜的致密度和吸附力，优化缓蚀效果。
具体的，硅渣清除组合物均以电子级高纯试剂为原料，磷酸、醋酸、硝酸、氟硼酸的重量百分比以h3po4、ch3cooh、hno3、hbf4等相应溶质的重量与铝栅刻开区硅渣清除组合物的重量百分比计。实施例1-11
实施例(简称s，下同)1-11中铝栅刻开区硅渣清除组合物组成(按重量百分比计)见下表：
实施例1-4关于铝栅刻开区硅渣清除组合物中磷酸、醋酸、硝酸和氟离子源组分含量；
实施例5-7关于铝栅刻开区硅渣清除组合物基于实施例4，区别在于氟化氢和氟化铵的含量：实施例5中m为2，n为2；实施例6中m为1.5，n为0.7；实施例6中m为0.5，n为0.75；
实施例8-10基于实施例7，区别在于缓蚀剂的具体选择：实施例8中缓蚀剂为非离子表面活性剂脂肪胺聚氧乙烯醚；实施例9中缓蚀剂为磷酸酯lyco-p30；实施例10中缓蚀剂为聚乙二醇磷酸酯，磷酸酯中聚乙二醇的分子量为400，实施例11中缓蚀剂由磷酸酯lyco-p08和聚乙二醇磷酸酯组合而成，其中磷酸酯lyco-p08的重量百分比为2.4％，磷酸酯中聚乙二醇的分子量为1000，聚乙二醇磷酸酯的重量百分比为0.6％。
铝硅刻蚀后的硅渣清除方法为：将铝硅干法刻蚀后的元件浸泡于铝栅刻开区硅渣清除组合物中，硅渣清除组合物对si以及硼磷硅玻璃(bpsg)、二氧化硅(tsio2)的侵蚀速率见下表：
实施例1中加入了过量的硝酸，由于硝酸的强氧化性和酸性，组合物对于硅渣以及bpsg、tsio2、alsi均较快；
实施例3和实施例4对照磷酸含量的下降对于硅渣腐蚀速度影响不大，但对alsi的腐蚀速率影响较大；
实施例5-7中，氟化铵和氟化氢含量增加，则组合物体系对于硅渣以及bpsg、tsio2、alsi的腐蚀速度均加快，为了使铝下绝缘介质层的过刻量趋小控制，优选实施例7；
实施例8-11中，由于缓蚀剂保护层的作用，非离子表面活性剂和聚乙二醇(分子量400)磷酸酯的加入有助于降低bpsg、tsio2、alsi的腐蚀速度；实施例11中si/tsio2反应速率的选择比为12.86，因此优选的缓蚀剂为实施例11中由磷酸酯lyco-p08和较高分子量聚乙二醇(分子量1000)所对应的聚乙二醇磷酸酯组合而成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。