[发明专利]蚀刻剂及控制晶片的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来移除形成于半导体衬底上的低电介质系数电介质层的蚀刻剂，以及一种控制晶片的回收方法。

背景技术

在先进的半导体元件技术中，多使用低电介质系数的电介质材料取代传统使用的氧化硅，来作为内层金属电介质层，以抑制信号传递迟延，减轻金属线之间的串音干扰，并降低因为氧化硅材料的低电介质系数所引起的功率消耗，进而增进半导体元件的电子性能。其中以三甲基硅烷为基底的电介质材料是目前较具前景的低电介质系数电介质材料。其中以三甲基硅烷为基底的电介质材料是一种电介质系数大约可低至2.1的有机硅酸盐玻璃。

通常在成品晶片上形成低电介质系数电介质层之前，会先将低电介质系数电介质层沉积于一个控制晶片上，以确定低电介质系数电介质层的物理及电子特性满足工艺需求。当证明沉积于控制晶片上的低电介质系数电介质层的上述特性，落在工艺规格所预设的范围之中时，测试(控制)晶片所使用的配方才会被用来处理成品晶片。在完成上述步骤之后，控制晶片会被移至清洁站，以移除低电介质系数电介质层。控制晶片的硅衬底会被回收，当作控制晶片再使用。这也是业界所谓的控制晶片回收程序。

请参照图6，图6根据已知的控制晶片回收程序所绘制的控制晶片结构剖面图。传统的控制晶片回收程序包括，使用氢氟酸或硫酸来移除低电介质系数电介质层。然而如图6所示，传统的回收程序，会造成低电介质系数材料的残留物105残留在控制晶片100上。后续，当控制晶片100被重复使用时，位于控制晶片100上表面的残留物105，会影响低电介质系数电介质层在控制晶片100表面上的沉积。结果由于回收使用的控制晶片100无法代表尚未处理过的成品晶片，使得使用在控制晶片100上所测得的工艺参数而调制的工艺配方，无法用来处理成品晶片。

另外一种已知的方法，是采用喷砂或抛光方式来将低电介质系数电介质层从控制晶片上移除。然而这种机械移除方法，每一次回收使用时，会移除一小部分位于低电介质系数电介质层下方的晶片衬底，因而限制了控制晶片衬底回收使用的次数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种蚀刻剂及控制晶片的回收方法，该蚀刻剂适于用来移除形成于半导体衬底上的低电介质系数电介质层，且成本低。

为了实现上述目的，根据本发明的一个实施例，提供一种用来移除形成于半导体衬底上，具有多个孔洞的低电介质系数电介质层的蚀刻剂，该蚀刻剂包括：以氢氟酸为基底的溶剂、膨胀剂以及钝化剂。其中膨胀剂用来扩张形成于低电介质系数电介质层中的孔洞。钝化剂系用来在低电介质系数电介质层和半导体衬底之间的界面形成钝化层。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个实施例，提供一种半导体控制晶片的回收方法，其中该半导体晶片上沉积有多孔性的低电介质系数电介质层，该低电介质系数电介质层具有多个孔洞。而上述回收方法包括下述步骤：首先扩张这些孔洞。接着在低电介质系数电介质层与控制晶片的半导体衬底之间形成钝化层。蚀刻低电介质系数电介质层而不伤及控制晶片的半导体衬底。然后通过去离子水的润湿去除钝化层，留下干净的硅晶片衬底，而此硅晶片衬底可以被回收再利用来作为控制晶片。

根据以上所述的实施例，本发明所公开的方法比传统的控制晶片回收方法便宜，且更适用于所有新式的低电介质系数电介质薄膜控制晶片，其中低电介质系数电介质薄膜具有多个孔洞用来降低电介质薄膜的电介质常数。而本发明所揭露的方法，也适用于所有以硅为基底的衬底所制成的控制晶片，同时也适用于砷化镓为基底的衬底所制成的控制晶片。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

图1是根据本发明的一较佳实施例的一种控制晶片的结构剖面图；

图2是根据本发明的较佳实施例的控制晶片的回收方法流程图；

图3是图2中低电介质系数电介质材料移除浸洗循环的详细内容；

图4是扩张孔洞过程的详细结构示意图；

图5是根据上述内容，将低电介质系数电介质层由衬底上移除的流程图；

图6是根据已知的控制晶片的回收程序所绘制的控制晶片结构剖面图。

【主要元件符号说明】

10：孔洞                            15：通道

10a：开口在低电介质系数电介质层上表面的孔洞

10b：靠近低电介质系数电介质层下方的孔洞

100：控制晶片                       105：低电介质系数材料的残留物