一种含氟化物晶圆表面处理液的制作方法

本发明涉及一种含氟化物晶圆表面处理液。

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，而提供了一种含氟化物晶圆表面处理液。本发明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、本发明主要通过以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，其原料包括下列质量分数的组分：0.005％-1％含氟化物、0.1％-20％硅烷偶联剂和有机溶剂；各组分质量分数和为100％；所述的有机溶剂补足余量；

4、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；

5、所述的r4为氢或c1-c6烷基；

6、所述的有机溶剂选自异丙醇(ipa)、丙二醇甲醚醋酸酯(pgmea)、n,n-二甲基甲酰胺(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。

7、在一些方案中，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。

8、在一些方案中，所述的含氟化物选自氟化氢、氟化铵、氟化氢铵、四甲基氟化铵、氟磺酸、三羟乙基氟化铵、全氟辛基乙烯、全氟癸烯、全氟己基乙烯、全氟辛烯、全氟丁基乙烯和1h,1h,2h-全氟-1-己烯中的一种或多种；较佳地，所述的含氟化物选自氟化氢和氟磺酸中的一种或两种。

9、在一些方案中，所述的含氟化物的质量分数为0.01％-0.08％，较佳地，所述的含氟化物的质量分数为0.01％-0.05％。

10、在一些方案中，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。

11、在一些方案中，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5％或10％。

12、在一些方案中，所述的硅烷偶联剂为

13、在一些方案中，所述的有机溶剂选自异丙醇、n,n-二甲基甲酰胺和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。

14、在一些方案中，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)。

15、在一些方案中，所述的晶圆表面处理液的ph为7-12。

16、在一些方案中，所述晶圆为高深宽比晶圆。

17、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。

18、在一些方案中，所述的晶圆表面处理液中，其原料包括下列质量分数的组分：0.01％-0.05％含氟化物、5％-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；

19、所述的含氟化物选自氟化氢和氟磺酸中的一种或两种；

20、所述的硅烷偶联剂为

21、所述的有机溶剂选自异丙醇、n,n-二甲基甲酰胺和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。

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

23、方案1：0.01％氟化氢、5％和异丙醇，异丙醇补足余量；

24、方案2：0.01％氟化氢、5％和异丙醇，异丙醇补足余量；

25、方案3：0.05％氟化氢、10％和异丙醇，异丙醇补足余量；

26、方案4：0.05％氟化氢、10％和异丙醇，异丙醇补足余量；

27、方案5：0.01％氟化氢、5％和n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基甲酰胺补足余量；

28、方案6：0.01％氟化氢、5％和n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基甲酰胺补足余量；

29、方案7：0.05％氟化氢、10％和n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基甲酰胺补足余量；

30、方案8：0.05％氟化氢、10％和n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基甲酰胺补足余量；

31、方案9：0.01％氟磺酸、5％和丙二醇甲醚醋酸酯，丙二醇甲醚醋酸酯补足余量；

32、方案10：0.01％氟磺酸、5％和丙二醇甲醚醋酸酯，丙二醇甲醚醋酸酯补足余量；

33、方案11：0.05％氟磺酸、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12：0.05％氟磺酸、10％和丙二醇甲醚醋酸酯，丙二醇甲醚醋酸酯补足余量；

35、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。

36、在一些方案中，所述的晶圆表面处理液用于清洗高深宽比的晶圆。

37、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。

38、本发明“室温”是指20℃～30℃。

39、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。

40、本发明所用试剂和原料均市售可得。

41、本发明的积极进步效果在于：本发明的含氟化物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。

技术特征：

1.一种晶圆表面处理液，其特征在于，其原料包括下列质量分数的组分：0.005％-1％含氟化物、0.1％-20％硅烷偶联剂和有机溶剂；各组分质量分数和为100％；所述的有机溶剂补足余量；

2.如权利要求1所述的晶圆表面处理液，其特征在于，所述的晶圆表面处理液满足下述条件中的一种或多种：

3.如权利要求2所述的晶圆表面处理液，其特征在于，所述的晶圆表面处理液满足下述条件中的一种或多种：

4.如权利要求3所述的晶圆表面处理液，其特征在于，所述的晶圆表面处理液满足下述条件中的一种或多种：

5.如权利要求4所述的晶圆表面处理液，其特征在于，所述的晶圆表面处理液满足下述条件中的一种或多种：

6.如权利要求5所述的晶圆表面处理液，其特征在于，所述的晶圆表面处理液满足下述条件中的一种或两种：

7.如权利要求1所述的晶圆表面处理液，其特征在于，其原料包括下列质量分数的组分：0.01％-0.05％含氟化物、5％-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；

8.如权利要求1-7中任一项所述的晶圆表面处理液，其特征在于，所述的晶圆表面处理液，其原料包括下述质量分数的组分任一方案：

9.如权利要求8所述的晶圆表面处理液，其特征在于，所述的晶圆表面处理液的原料由权利要求8中的任一方案组成。

10.如权利要求9所述的晶圆表面处理液，其特征在于，所述的晶圆表面处理液用于清洗高深宽比的晶圆。

技术总结本发明公开了一种含氟化物晶圆表面处理液。本发明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％含氟化物、0.1％‑20％硅烷偶联剂和有机溶剂；各组分质量分数和为100％；所述的有机溶剂补足余量。本发明的晶圆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。技术研发人员：王溯,郭杰,孙红旗,季峥,廖承莉受保护的技术使用者：上海新阳半导体材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10