[其他]含有環狀氟化磺酸鹽表面活性劑蝕刻溶液

無效

• 申請號: 86103055
• 申請日: 1986-04-29
• 公開（公告）號: CN86103055A
• 公開（公告）日: 1986-11-26
• 發明（設計）人: 羅納德·詹姆斯·霍普金斯;伊萬·高爾·湯姆斯;哈羅德·約翰·基塔
• 申請（專利權）人: 阿蘭德公司
• 主分類號: C09K13/00
• 分類號: C09K13/00
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 全永留

本申請案是我們在1984年4月26日提出的流水號為604112的共同待批的，現在是美國專利第4517106號的部分繼續申請。

本發明涉及改進含有可溶性表面活性添加劑的蝕刻溶液的組份。這些添加劑能夠降低基片的表面張力以改進濕潤，并且可用于集成電路制作。具體地說，本發明涉及用氟化環烷烴磺酸鹽和（或）氟化環烯烴磺酸鹽作抑制表面張力的添加劑的應用。

隨著集成電路元件尺寸的小型化，基片表面用蝕刻溶液作物理潤濕也變得越來越困難了。特別是本發明可作為二氧化硅蝕刻中所用的氟化銨/氫氟酸氧化物蝕刻溶劑的緩沖劑，因為這些溶液在典型的蝕刻溫度下，呈現極高的表面張力，其數值為85-90達因/厘米。由于所用的掩蔽材料的表面能量相當低，光刻外形，存在的雜質的類型以及從其他加工工序中來的殘留污染物，所以難以完完全全地潤濕基片，從而導致蝕刻不均以及線條復制不好。

為了解決這些問題，集成電路工業的大部分均已采用至少二種公知技術中的一種技術。第一種是把基片置于蝕刻劑前，先在表面活性劑水溶液中預浸，而第二種是把表面活性劑直接添加在蝕刻劑溶液中。然而，由于該項工業是朝著較無顆粒的系統發展。而該系統是使用再度過濾箱的，并且還要求較精確蝕刻且偏差較小的線條，所以現有的方法有一些不足之處。對于采用預浸的方法來說，除了增添了一個額外的處理工序之外，還需要兩只箱。此外，因為要預浸薄片，就會有物質從預浸箱帶到蝕刻箱的趨勢，這樣就改變了蝕刻劑的性能并且縮短了其使用壽命。更為嚴重的是，這些方法的主要缺點均與上述的兩個方面有關，正如經驗所指出的那樣，工業上通常所用的大多數表面活性劑都是不溶于氟化銨/氫氟酸氧化物蝕刻劑溶液，這就引起表面活性劑分離而覆在基片表面，從而使循環蝕刻槽中通常所用的過濾器（大約為0.2微米）堵塞，這樣，使得蝕刻劑溶液中幾乎沒有表面活性劑存在。另外，所用的表面活性劑可包含一些金屬離子雜質，由于蝕刻劑中有氫氟酸而引起表面活性劑降解，這些雜質可損害集成電路的性能或者使之喪失作用。一些蝕刻劑制備已試圖把表面活性劑溶合到其氧化物蝕刻溶液里。然而，這些物質的分析表明幾乎沒有，如果有，表面活性劑也僅按表面張力測定所指示是存在的。故而，需要一種經改進的、有效的且具有低表面張力的二氧化硅蝕刻劑溶液是顯而易見的，其中表面活性劑在通過0.2微米獨立過濾器過濾之后在氟化胺/氫氟酸溶液中保持表面活性，并且基本上無金屬離子。

在我們的1984年4月26日提交的流水號為604112的在先申請案中，曾敘述了應用線性和高度支化的氟化烷基磺酸鹽作為氟化銨/氫氟酸氧化物蝕刻劑緩沖溶液中的可溶性添加劑，其后業已弄清楚某些氟化環類物質可提供極好的潤濕。因此，這些添加劑在0.2微米過濾之后仍留在溶液中，并且金屬離子污染低，具有這些添加劑的蝕刻劑的表面張力一般小于30達因/厘米，而沒有表面活性添加劑的蝕刻劑的表面張力為85-90達因/厘米。

本發明的有效的表面活性劑是氟化環烷烴磺酸鹽和氟化環烯烴磺酸鹽，它們具有以下的一般式;

式中：X可以是F、H、Cl、OH、SO₃A或R，Y可以是F、H、OH、R或略去R，從而給予雙鍵;其中R是1-4氟環基;其中n為小于等于6的一個數值。這些物質具有良好的可溶性，不會被0.2微米過濾去除。A表示陽離子組，可以是NH⁺₄、H⁺、Na⁺、K⁺、Li⁺、R⁺或有機胺陽離子，即NR⁺₄、其中R是1-4個碳的烷基。此處金屬離子，例如Na、K及Li的鹽可能有害于集成電路的電性能，比如首先應略去Li、Na、K、Ca及Mg的離子。值得注意的是，看來這些物質在連續過濾槽中并未被去除，也不堵塞過濾器或者分離覆在基片表面上。

因此，本發明的目的旨在提供一系列二氧化硅蝕刻溶液，這些溶液具有所要求的蝕刻速率和優于已有技術的蝕刻溶液的潤濕性，這些經改進的蝕刻劑在過濾之后仍保持其表面活性。

本發明的另一個目的旨在提供一系列這樣的蝕刻溶液，即這些溶液在0.2微米過濾之后基本上無金屬離子，在相同的蝕刻溫度下，具有與已有技術溶液相同的蝕刻速率，并具有較好的改善蝕刻均勻性的潤濕性，以及不留下殘余物或者不有害于光刻粘合。