一种含氟硅烷晶圆表面处理液的制备方法与流程

文档序号:39586018发布日期:2024-10-11 12:50阅读:177来源:国知局

本发明涉及一种含氟硅烷晶圆表面处理液的制备方法。


背景技术:

1、随着半导体行业的不断发展,集成电路逐渐朝着高集成度、超细线宽方向发展,因而芯片制造过程中涉及到的高深宽比结构越来越多(半导体行业内,一般将深度/高度和宽度的比值大于等于10的结构定义为高深宽比)。高深宽比结构不仅在刻蚀及沉积过程中面临巨大挑战,而且刻蚀后的清洗也存在很大的问题。一方面,目前主流清洗方法依然是基于水化学的湿法清洗,对这些开口很小但深度大的微纳米结构,液体很难进入凹槽底部达到清洗的目的;另一方面,清洗液体一旦进入深沟槽内,液体在表面张力的作用下很难去除,导致留下污染物残留,成为后续制程的潜在威胁,严重时甚至会导致器件失效。同时,在这些高深宽比结构干燥过程中存在的毛细力也可能会导致这些结构的坍塌,从而导致器件失效。

2、传统ipa(异丙醇)甩干工艺,当栅极ar(深宽比)比大于等于10以后,ipa和栅极间会产生较大的作用力(来自于ipa的表面张力),在甩干过程中会与栅极发生黏连,使栅极在干燥过程中发生塌陷。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是为了克服传统的清洗液处理晶圆之后,在甩干过程中会导致栅极塌陷,而提供了一种含氟硅烷晶圆表面处理液的制备方法。本发明的制备方法制备得到的表面处理液处理晶圆之后,ipa接触角明显增大,在干燥过程中栅极间不会发生黏连,从而避免了栅极倒塌的发生。

2、本发明主要是通过如下技术方案解决上述技术问题的。

3、本发明提供了一种晶圆表面处理液的制备方法,其包括如下步骤,将所述的晶圆表面处理液的原料混合,即得到所述的晶圆表面处理液;

4、所述的晶圆表面处理液的原料包括下列质量分数的组分:0.005%-1%含氟硅烷、0.1%-20%硅烷偶联剂和有机溶剂;各组分质量分数之和为100%;所述的有机溶剂补足余量;

5、所述的硅烷偶联剂为其中,r1、r2和r3独立地为h、烷基、烷氧基、-oh、-nh2、-cooh或-nhc(o)nhr4;所述r1、r2和r3至少一个为烷氧基;

6、所述的r4为氢或c1-c6烷基;

7、所述的有机溶剂选自异丙醇(ipa)、丙二醇甲醚醋酸酯(pgmea)、dmf、正己烷、环己酮、四氢呋喃、二氯甲烷、丙酮和二甲苯中的一种或多种。

8、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的r4为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基,较佳地,所述的r4为氢或甲基。

9、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的含氟硅烷选自全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、氟丙基甲基环三硅氧烷、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、(3,3,3-三氟丙基)三乙氧基硅烷、(3,3,3-三氟丙基)甲基二甲氧基硅烷和(3,3,3-三氟丙基)甲基二氯硅烷中的一种或多种,较佳地,所述的含氟硅烷选自全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷和(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷中的一种或多种。

10、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的含氟硅烷的质量分数为0.01%-0.08%,较佳地,所述的含氟硅烷的质量分数为0.01%-0.05%。

11、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的r1、r2和r3独立地为c1-c6烷氧基、-nh2或-cooh,所述r1、r2和r3至少一个为烷氧基;较佳地,所述的c1-c6烷氧基独立地为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基,例如甲氧基。

12、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的硅烷偶联剂的质量分数为5%-20%,较佳地,所述的硅烷偶联剂的质量分数为5%-15%,更佳地,所述的硅烷偶联剂的质量分数为10%。

13、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的硅烷偶联剂为

14、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的有机溶剂为异丙醇和/或丙二醇甲醚醋酸酯。

15、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,当所述的有机溶剂为异丙醇和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶液时,所述的异丙醇与所述的丙二醇甲醚醋酸酯质量比为1∶(1-2)。

16、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的晶圆表面处理液的ph为7-12。

17、在一些方案中,所述晶圆为高深宽比晶圆。

18、在一些方案中,所述晶圆的深度:宽度的比值为大于等于10,优选为10-100,更优选为10-50,进一步优选为10-15。

19、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的晶圆表面处理液的原料包括下列质量分数的组分:0.01%-0.05%含氟硅烷、10%硅烷偶联剂和有机溶剂;各组分质量分之和为100%;所述的有机溶剂补足余量;

20、所述的含氟硅烷选自全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷和(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷中的一种或多种;

21、所述的硅烷偶联剂为

22、所述的有机溶剂为异丙醇和/或丙二醇甲醚醋酸酯。

23、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液中,所述的晶圆表面处理液的原料包括下述质量分数的组分任一方案:

24、方案1:0.01%全氟辛基三甲氧基硅烷、10%和异丙醇,异丙醇补足余量;

25、方案2:0.01%全氟辛基三甲氧基硅烷、10%和丙二醇甲醚醋酸酯,丙二醇甲醚醋酸酯补足余量;

26、方案3:0.05%全氟辛基三甲氧基硅烷、10%和异丙醇,异丙醇补足余量;

27、方案4:0.05%全氟辛基三甲氧基硅烷、10%和丙二醇甲醚醋酸酯,丙二醇甲醚醋酸酯补足余量;

28、方案5:0.01%全氟癸基三乙氧基硅烷、10%和异丙醇,异丙醇补足余量;

29、方案6∶0.01%全氟癸基三乙氧基硅烷、10%和丙二醇甲醚醋酸酯,丙二醇甲醚醋酸酯补足余量;

30、方案7:0.05%全氟癸基三乙氧基硅烷、10%和异丙醇,异丙醇补足余量;

31、方案8:0.05%全氟癸基三乙氧基硅烷、10%和丙二醇甲醚醋酸酯,丙二醇甲醚醋酸酯补足余量;

32、方案9:0.01%(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、10%和异丙醇,异丙醇补足余量;

33、方案10:0.01%(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、10%和丙二醇甲醚醋酸酯,丙二醇甲醚醋酸酯补足余量;

34、方案11:0.05%(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、10%和异丙醇,异丙醇补足余量;

35、方案12:0.05%(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、10%和丙二醇甲醚醋酸酯,丙二醇甲醚醋酸酯补足余量;

36、较佳地,所述的晶圆表面处理液的原料由上述任一方案组成。

37、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液的原料在10℃~40℃混合,优选20℃~30℃。

38、在一些方案中,所述的晶圆表面处理液的原料混合搅拌0.5-3小时,优选1小时。

39、本发明术语“高深宽比”;半导体行业内,一般将深度和宽度的比值大于等于10的结构定义为高深宽比。

40、“室温”是指20℃~30℃。

41、在不违背本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。

42、本发明所用试剂和原料均市售可得。

43、本发明的积极进步效果在于:采用本发明的制备方法制备得到的含氟硅烷晶圆表面处理液处理晶圆之后,ipa接触角明显增大,表面由亲水变为疏水,在干燥过程中栅极间不会发生黏连,从而避免了栅极倒塌的发生。

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