[发明专利]二氧化硅去除溶液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化硅去除溶液及其制备方法和应用，特别涉及去除半导体芯片中覆盖铝层的钝化层中的二氧化硅层以及铝层之间的二氧化硅层的二氧化硅去除溶液及其制备方法和应用。

背景技术

半导体芯片通常依次由硅衬底、多晶硅层、介质层、金属层和钝化层构成，其中，介质层通常为二氧化硅层，金属层通常由铝构成，钝化层通常由下层的二氧化硅层和上层的氮化硅层构成。铝层在半导体芯片中发挥电路连接作用，并且铝层结构的观察对于监控半导体芯片的生产、失效分析、产品开发、反向设计尤为重要。目前，为了观察铝层结构，主要是应用等离子体刻蚀技术去除铝层上方的钝化层以及铝层之间的二氧化硅层。由于钝化层分为两层，即，上方的氮化硅层和下方的二氧化硅层，所以需要进行两步等离子刻蚀分别去除钝化层中的氮化硅层以及钝化层中的二氧化硅层和铝层之间的二氧化硅层，由此暴露铝层形貌。应用等离子体刻蚀技术去除钝化层，虽然残留下来的铝层表面干净，但同时存在着设备成本高昂，配套设施较多，效率低下，操作复杂等缺点。

发明内容

本发明鉴于上述情况，提供一种二氧化硅去除溶液，其能够通过简单的操作且以低成本去除半导体芯片中覆盖铝层的二氧化硅层以及铝层之间的二氧化硅层，从而清晰、完整地暴露出铝层形貌。具体方案如下。

一种二氧化硅去除溶液，以质量百分比计，含有24.0％～40.0％醋酸、3.4％～7.3％氢氟酸、16.0％～27.0％氟化铵，余量为水。优选含有31.9％～40.0％醋酸、3.4％～4.5％氢氟酸、23.6％～27.0％氟化铵。更优选含有31.9％醋酸、4.3％氢氟酸、23.6％氟化铵。如果氢氟酸含量高于7.3％，则降低本发明的二氧化硅去除溶液的选择性，从而在去除二氧化硅的同时，还部分腐蚀了铝层，导致铝条上方的二氧化硅层还未完全去除时，就已经损坏了铝层的完整性。如果氢氟酸含量低于3.4％，则去除效率降低，容易导致二氧化硅去除不完全。如果醋酸含量低于24.0％，醋酸对二氧化硅去除速率的调整效果不明显，导致难以控制二氧化硅去除程度。如果醋酸含量高于40.0％，则去除效率降低，容易导致二氧化硅去除不完全。本发明中的氟化铵可以在去除溶液中不断提供氟离子，已持续去除工艺，且具有调整去除速率的效果。如果氟化铵的含量低于16.0％，则持续去除工艺和调整去除速率的效果不明显，导致难以控制去除速度。如果含量高于27.0％，则有可能降低去除效率，导致生产率降低。

本发明的二氧化硅去除溶液可以通过混合醋酸、氢氟酸、氟化铵而制备得到。只要能够制备得到所需要的二氧化硅去除溶液，可以使用任一浓度的醋酸或冰醋酸，优选市售的醋酸或冰醋酸。同理，可以使用任一浓度的氢氟酸，优选市售的氢氟酸。氟化铵可以为任一浓度的氟化铵溶液或氟化铵固体。例如可以通过混合质量百分比浓度为99％的醋酸、质量百分比浓度为49％的氢氟酸、质量百分比浓度为40％的氟化铵溶液来制备所述二氧化硅去除溶液。

本发明还涉及二氧化硅去除溶液在半导体芯片中的应用。

在应用本发明的二氧化硅去除溶液去除二氧化硅层时，优选将所述半导体芯片在所述二氧化硅去除溶液中浸泡，优选浸泡6～8分钟，以去除所述半导体芯片中覆盖铝层的钝化层中的二氧化硅层以及铝层之间的二氧化硅层，从而清晰且完整地暴露铝层形貌。在去除二氧化硅层前，可以利用现有技术去除钝化层中的氮化硅层。如果将半导体芯片在二氧化硅去除溶液中浸泡时间过长，则连接铝层和衬底的二氧化硅层也被部分去除，导致部分铝条发生偏移。如果浸泡时间过短，则导致不能完全去除覆盖铝层的钝化层中的二氧化硅层以及铝层之间的二氧化硅层，从而无法获得清晰、完整的铝层形貌，也就无法进行准确的分析和判断。

本发明的二氧化硅去除溶液具有良好的选择性，即能够完全去除覆盖铝层的钝化层中的二氧化硅层以及铝层之间的二氧化硅层，而对铝层基本无腐蚀，所以能够最大程度地保持原有铝层的形貌，进而能够准确地进行分析和判断。并且，利用本发明的二氧化硅去除溶液去除二氧化硅层时，操作简单，工艺成本低。

附图说明

图1是表示去除氮化硅层前半导体芯片的剖视图；

图2是表示去除了氮化硅层后半导体芯片的剖视图；

图3是表示使用实施例1中的二氧化硅去除溶液去除了二氧化硅层后半导体芯片的剖视图；

图4是表示使用实施例1中的二氧化硅去除溶液去除了二氧化硅层后半导体芯片的俯视图；

图5是表示使用实施例2中的二氧化硅去除溶液去除了二氧化硅层后半导体芯片的俯视图；

图6是表示使用实施例3中的二氧化硅去除溶液去除了二氧化硅层后半导体芯片的俯视图；