蝕刻方法,以及制造半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的方法和使用所述半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的半導(dǎo)體器件,以 ...的制作方法
【專利摘要】一種蝕刻半導(dǎo)體基板的方法，所述方法包括以下步驟：通過將第一液體與第二液體混合以在8.5至14的pH范圍內(nèi)制備蝕刻液，所述第一液體含有堿性化合物，所述第二液體含有氧化劑；并且之后適時地將所述蝕刻液涂布到半導(dǎo)體基板，用于蝕刻所述半導(dǎo)體基板之中或之上的含Ti層。
【專利說明】蝕刻方法，以及制造半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的方法和使用所述半 導(dǎo)體基板產(chǎn)品的半導(dǎo)體器件，以及用于制備蝕刻液的套件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及蝕刻半導(dǎo)體基板的方法，以及制造半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的方法和使用所述 半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的半導(dǎo)體器件，以及用于制備蝕刻液的套件（kit)。

【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體器件的小型化和多樣化不斷向前發(fā)展，并且其處理方法覆蓋關(guān)于器件結(jié)構(gòu) 和制造步驟的每一個的寬范圍。關(guān)于基板的蝕刻，例如，根據(jù)在干蝕和濕蝕兩者中的基板材 料的類型和結(jié)構(gòu)提出了多種化學(xué)物種、處理條件等，并且進(jìn)行了進(jìn)一步的密集研究和開發(fā)。
[0003] 特別是，當(dāng)制造 CMOS、DRAM等的器件結(jié)構(gòu)時，精確蝕刻之前描述的材料的技術(shù)是 重要的，并且作為其實例，使用化學(xué)液體的濕蝕是示例。例如，在顯微晶體管電路的電路布 線、金屬電極材料或具有阻擋層的基板、硬掩模等的制造中需要精確蝕刻處理。然而，尚未 充分地研究涂布到具有不同金屬化合物的基板的蝕刻條件和化學(xué)液體。
[0004] 對于選擇性地蝕刻構(gòu)成器件基板的TiN層的化學(xué)液體存在多種研究的實例。例 如，專利文獻(xiàn)1提出了含有特定量的過氧化氫和四烷基銨的蝕刻液，該蝕刻液在25攝氏度 的pH為6. 0至8. 2,以及使用所述蝕刻液的蝕刻方法。
[0005] 引用列表
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)I :JP-A-2010-10273(" JP-A"意指未審查的已公布的日本專利申請）


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 技術(shù)問題
[0009] 發(fā)明人研究了能夠蝕刻含有Ti的層（在下文中，可以稱為"含Ti層"）的化學(xué) 液體，以及使用所述化學(xué)液體的蝕刻方法。發(fā)明人因此對上述新開發(fā)的蝕刻液進(jìn)行了它們 的研究，并且之后發(fā)現(xiàn)，大概歸因于蝕刻液的高PH的影響，看起來作為由活性組分的分解 導(dǎo)致的隨著時間的失活變得顯著。
[0010] 考慮到以上內(nèi)容做出了本發(fā)明，并且提供了一種蝕刻半導(dǎo)體基板的方法，該方法 改善了蝕刻液的長時間持續(xù)的活性并且實現(xiàn)了含Ti層的好的濕蝕性能。此外，本發(fā)明提供 了一種制造半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的方法，所述產(chǎn)品具有以上改進(jìn)和性能，以及使用其的半導(dǎo)體 器件，以及用于制備蝕刻液的套件。
[0011] 對于問題的解決方式
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，提供以下方式：
[0013] [1] 一種蝕刻半導(dǎo)體基板的方法，所述方法包括以下步驟：
[0014] 通過將第一液體與第二液體混合以在8. 5至14的pH范圍內(nèi)制備蝕刻液，所述第 一液體含有堿性化合物，所述第二液體含有氧化劑；并且之后
[0015] 適時地將所述蝕刻液涂布到半導(dǎo)體基板，用于蝕刻所述半導(dǎo)體基板之中或之上的 含Ti層。
[0016] [2]根據(jù)項目[1]所述的蝕刻方法，
[0017] 其中將所述第一液體和所述第二液體分別地放到彼此不同的流動通道中，之后將 兩種液體在所述流動通道的連接部分匯合以將它們混合，并且將通過所述混合制備的所述 蝕刻液涂布到所述半導(dǎo)體基板。
[0018] [3]根據(jù)項目[1]或[2]所述的蝕刻方法，
[0019] 其中所述第一液體是濃度為0. 1至10質(zhì)量％的所述堿性化合物的水性組合物，并 且所述第二液體是濃度為1至40質(zhì)量％的所述氧化劑的水性組合物。
[0020] [4]根據(jù)項目[1]至[3]中的任一項所述的蝕刻方法，
[0021] 其中制備所述蝕刻液以使得所述蝕刻液中所述堿性化合物的濃度為0. 05至10質(zhì) 量％。
[0022] [5]根據(jù)項目[1]至[4]中的任一項所述的蝕刻方法，
[0023] 其中制備所述蝕刻液以使得所述蝕刻液中所述氧化劑的濃度為0. 5至10質(zhì)量％。
[0024] [6]根據(jù)項目[1]至[5]中的任一項所述的蝕刻方法，
[0025] 其中將所述蝕刻液涂布到旋轉(zhuǎn)的半導(dǎo)體基板的表面。
[0026] [7]根據(jù)項目[1]至[6]中的任一項所述的蝕刻方法，
[0027] 其中從排放口提供所述蝕刻液，并且
[0028] 其中在沿從所述半導(dǎo)體基板的中心部分至其邊緣的方向前進(jìn)的軌跡相對于旋轉(zhuǎn) 的半導(dǎo)體基板的表面移動所述排放口的同時，進(jìn)行所述蝕刻液的涂布。
[0029] [8]根據(jù)項目[1]至[7]中的任一項所述的蝕刻方法，
[0030] 其中所述堿性化合物是由式（I)表示的化合物：
[0031] N(R)4OH 式⑴
[0032] 其中R表示取代基；并且多個R可以是彼此相同的或不同的。
[0033] [9]根據(jù)項目[1]至[8]中的任一項所述的蝕刻方法，
[0034] 其中所述堿性化合物是氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨或氫氧化四丙銨。
[0035] [10]根據(jù)項目[1]至[9]中的任一項所述的蝕刻方法，
[0036] 其中所述氧化劑是過氧化氫、過硫酸銨、過硼酸、過乙酸、高碘酸、高氯酸或它們的 組合。
[0037] [11]根據(jù)項目[1]至[10]中的任一項所述的蝕刻方法，
[0038] 其中在使所述蝕刻液與所述半導(dǎo)體基板接觸并且蝕刻所述半導(dǎo)體基板時的溫度 為40°C以上。
[0039] [12]根據(jù)項目[1]至[11]中的任一項所述的蝕刻方法，
[0040] 其中所述半導(dǎo)體基板包括：
[0041] 作為第一層的含Ti層；以及
[0042] 第二層，所述第二層含有&1、510、51隊510(：和51(^中的至少一種，
[0043] 其中相對于所述第二層，通過所述蝕刻選擇性地蝕刻所述第一層。
[0044] [13]根據(jù)項目[12]所述的蝕刻方法，其中將所述第一層層疊在所述第二層之上 或上方。
[0045] [14]根據(jù)項目[12]或[13]所述的蝕刻方法，其中所述第一層的蝕刻速度（Rl)與 所述第二層的蝕刻速度（R2)的蝕刻速度比（R1/R2)為30以上。
[0046] [15]根據(jù)項目[12]至[14]中的任一項所述的蝕刻方法，其中在通過干蝕法處理 所述第二層之后進(jìn)行所述蝕刻。
[0047] [16]根據(jù)項目[1]至[15]中的任一項所述的蝕刻方法，其中所述蝕刻液包含水溶 性有機(jī)溶劑。
[0048] [17]根據(jù)項目[16]所述的蝕刻方法，其中所述水溶性有機(jī)溶劑是醇化合物或醚 化合物。
[0049] [18]根據(jù)項目[16]或[17]所述的蝕刻方法，其中將所述水溶性有機(jī)溶劑的濃度 相對于所述蝕刻液設(shè)定在1至50質(zhì)量％。
[0050] [19]根據(jù)項目[1]至[18]中的任一項所述的蝕刻方法，所述蝕刻方法包括在蝕刻 之后用水洗滌基板表面的步驟。
[0051] [20] -種制造半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的方法，所述方法使用通過根據(jù)項目[1]至[19]中 的任一項所述的蝕刻方法處理的半導(dǎo)體基板來制造所述半導(dǎo)體基板產(chǎn)品。
[0052] [21] -種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法使用通過根據(jù)項目[20]所述的制造 方法獲得的所述半導(dǎo)體基板產(chǎn)品來制造所述半導(dǎo)體器件。
[0053] [22] -種用于制備蝕刻液的套件，所述套件包括：
[0054] 組合的第一液體和第二液體，所述第一液體含有堿性化合物，所述第二液體含有 氧化劑，
[0055] 其中所述蝕刻液可以通過至少將所述第一液體與所述第二液體混合而制備，并且 所述蝕刻液被適時地涂布到半導(dǎo)體基板，用于蝕刻設(shè)置在所述基板之中或之上的含Ti層。
[0056] 在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語"具有"以及術(shù)語"包括"或"含有"應(yīng)以開放式含義解 釋。此外，術(shù)語"制備"要以最寬的方式作為使得材料能夠使用的含義解釋，例如，不僅作 為制造或合成該材料的含義，而且包括購買它們。
[0057] 發(fā)明的有益效果
[0058] 根據(jù)本發(fā)明的方法和套件，可以提高蝕刻液的長時間持續(xù)的活性，并且可以獲得 含Ti層的良好濕蝕性能。具體地，可以實現(xiàn)關(guān)于含Ti層的高蝕刻速度和選擇性，并且可以 有益地抑制蝕刻不均勻性和缺陷的進(jìn)一步產(chǎn)生。
[0059] 本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的特性和益處將從以下說明適當(dāng)?shù)貐⒖几綀D更完整地顯 見。
[0060] 附圖簡述
[0061] [圖 1]
[0062] 圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的蝕刻步驟的一部分的流程圖的實例。[圖2]
[0063] 圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的濕蝕設(shè)備的一部分的設(shè)備構(gòu)造圖的實 例。
[0064] [圖 3]
[0065] 圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的噴嘴關(guān)于半導(dǎo)體基板的移動軌跡的平 面圖的實例。
[0066][圖 4]
[0067] 圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的半導(dǎo)體基板的制造步驟（蝕刻之前）的 實例的截面圖。
[0068][圖 5]
[0069] 圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的半導(dǎo)體基板的制造步驟（在蝕刻之后） 的實例的截面圖。
[0070] 用于實施本發(fā)明的方式
[0071] 本發(fā)明的蝕刻方法包括：將含有堿性化合物的第一液體與含有氧化劑的第二液體 混合以制備蝕刻液；以及在混合之后，適時地將蝕刻液涂布到半導(dǎo)體基板上。當(dāng)與半導(dǎo)體基 板產(chǎn)品的制造之前和之后的步驟一起顯示時，本發(fā)明的優(yōu)選實施方案顯示在圖1的流程圖 中。換言之，在步驟I中，首先，對作為第一層的含Ti層的一部分或成為第二層的含有Cu、 SiO、SiN、SiOC或SiON的層進(jìn)行干蝕。接下來，在步驟II中，將各自充當(dāng)原料的液體A和 液體B混合。在此之后，將通過將它們混合從而獲得的蝕刻液在蝕刻液的制備之后適時地 涂布到半導(dǎo)體基板上，從而蝕刻成為第一層的含Ti層（步驟III)。此外，在此之后，將處理 之后的基板表面用水洗滌，從而進(jìn)行后處理（步驟IV)。作為以上實施方案的變形實例，該 流程圖顯示了下列實施方案：其中在后處理之前適當(dāng)?shù)匮a充起到化學(xué)液體的組分功能的氧 化劑，從而再次處理另一個基板（步驟V)。以上步驟的每一個描述在下面?？紤]到與本發(fā) 明的性質(zhì)的關(guān)系，步驟II和步驟III按以上順序描述，并且之后連續(xù)描述其他步驟。
[0072] [步驟 II]
[0073] 在本發(fā)明中的步驟II中，將含有堿性化合物的第一液體和含有氧化劑的第二液 體混合以制備蝕刻液。在此之后，適時地提供蝕刻液用于半導(dǎo)體基板的處理（參見在下 面描述的步驟III)。在從步驟II至步驟III的范圍內(nèi)的處理中，可以使用單個晶片類型 (single wafer type)設(shè)備或浸漬設(shè)備。在圖2中所示的實施方案中，該視圖顯示將半導(dǎo)體 基板的含Ti層使用單個晶片類型清潔設(shè)備蝕刻（在圖上僅顯示其一部分）。
[0074] 圖2中的A指示作為蝕刻液的原料的液體A，并且該液體A也被稱為在下面描述 的含有堿性化合物的第一液體。B指示作為蝕刻液的原料的液體B，并且液體B也稱為在下 面描述的含有氧化劑的第二液體。朝向循環(huán)方向A進(jìn)料到流動通道fa的液體A (第一液 體）在連接點14與通過另一個流動通道fb的液體B(第二液體）匯合。此時，液體A(第 一液體）和液體B (第二液體）在連接點14混合，借此制備蝕刻液。蝕刻液進(jìn)一步通過流 動通道fc并且到達(dá)安裝在處理室（槽）11內(nèi)的排放口 13。排放口 13可以具有任何形式并 且，例如，可以適宜地使用通過噴霧涂布蝕刻液的類型的噴嘴，通過滴落涂布蝕刻液的類型 的噴嘴，通過下降涂布蝕刻液類型的噴嘴等。特別是，從在基板表面上的均勻蝕刻的角度， 噴霧噴嘴是優(yōu)選的。在圖2中所示的實施方案中，圖示了噴霧噴嘴并且描述了其中蝕刻液 以霧的形式散布并且到達(dá)基板S的情況。此時，將半導(dǎo)體基板S通過驅(qū)動工具（馬達(dá)）M旋 轉(zhuǎn)，借此霧狀蝕刻液均勻地到達(dá)整個基板表面上。
[0075] 第一液體的說明
[0076] 本發(fā)明中的第一液體意指含有堿性化合物并且可以含有在下面描述的任意組分 的液體組合物。第一液體優(yōu)選在水介質(zhì)中含有堿性化合物和水溶性有機(jī)溶劑。堿性化合物 的濃度使得當(dāng)制備在下面描述的蝕刻液時獲得有益濃度，并且堿性化合物的濃度優(yōu)選等于 或大于0. 1質(zhì)量％,并且更優(yōu)選等于或大于0. 5質(zhì)量％。上限優(yōu)選等于或少于10質(zhì)量％,并 且更優(yōu)選等于或少于5質(zhì)量％。優(yōu)選將第一液體中堿性化合物的濃度設(shè)定在上述范圍內(nèi)， 因為當(dāng)制備蝕刻液時，濃度的設(shè)定使得容易配制抑制第二層的過度蝕刻處理的組合物。 [0077] 在加入水溶性有機(jī)溶劑的情況下，雖然對其沒有特別地限定，濃度優(yōu)選等于或大 于1質(zhì)量％，并且更優(yōu)選等于或大于5質(zhì)量％。上限優(yōu)選等于或少于80質(zhì)量％，并且更優(yōu) 選等于或少于50質(zhì)量％。第一液體中堿性化合物的濃度在上述范圍內(nèi)的設(shè)定是優(yōu)選的，因 為當(dāng)制備蝕刻液時，濃度的設(shè)定使得容易配制抑制第二層的過度蝕刻處理的組合物。
[0078] 第二液體的說明
[0079] 本發(fā)明中的第二液體意指含有氧化劑并且可以含有在下面描述的任意組分的液 體組合物。第二液體優(yōu)選在水介質(zhì)中含有氧化劑。氧化劑的濃度使得當(dāng)制備在下面描述的 蝕刻液時獲得有益的濃度，并且氧化劑的濃度優(yōu)選等于或大于15質(zhì)量％，并且更優(yōu)選等于 或大于25質(zhì)量％。上限優(yōu)選等于或少于45質(zhì)量％，并且更優(yōu)選等于或少于35質(zhì)量％。通 過將第二液體中的氧化劑的濃度設(shè)定在上述范圍內(nèi)，當(dāng)制備蝕刻液時，容易的并且優(yōu)選的 是配制這樣的組合物，通過所述組合物以高速度處理含Ti層。
[0080] 雖然不特別地限定，當(dāng)以第一液體：第二液體的比例計給出時，第一液體和第二液 體的混合比優(yōu)選為0.1 : 1至1 : 0.05,更優(yōu)選0.5 : 1至1 : 0.1，并且特別優(yōu)選I : 1 至 1 : 0· 2。
[0081] 對流動通道的長度和尺寸沒有特別地限定。然而，優(yōu)選的是，設(shè)定在匯流之后流動 通道fc的長度以使得液體從連接點14達(dá)到排放口 13花費的時間為上述的"在適時的基礎(chǔ) 上（on a timely basis)(適時地（timely)) "。換言之，優(yōu)選的是在蝕刻液的活性不過分降 低的條件下設(shè)定蝕刻液至基板的到達(dá)時間。
[0082] 在浸漬設(shè)備中，可以使用不使用流動通道的構(gòu)造。備選構(gòu)造可以使得將多種液體 匯合至一起，同時使得它們以與如上所述相同當(dāng)方式流動，并且將從而混合和制備的蝕刻 液進(jìn)料至反應(yīng)槽。此時，還優(yōu)選的是，在液體通過混合的制備之后，將蝕刻液"適時地"進(jìn)料 至反應(yīng)槽。
[0083] 在以上實施方案中，描述了其中將兩種液體混合的實例。然而，以上實施方案不限 于這種類型，并且可以是其中將三種以上原料液體同時或依次混合的實施方案。例如，制備 其中在水介質(zhì)中含有上述水溶性有機(jī)溶劑的第三液體并且可以將第三液體與含有堿性化 合物的第一液體和含有氧化劑的第二液體混合。
[0084] [步驟 III]
[0085] 本發(fā)明中的步驟III是在蝕刻液的制備之后"適時地"將通過步驟II獲得的蝕刻 液涂布到半導(dǎo)體基板上，從而蝕刻成為第一層的含Ti層的步驟。在本文中，術(shù)語在混合之 后"在適時的基礎(chǔ)上（適時地）"定義在混合之后損失所需功能之前的時間期間的含義。具 體地，所述時間期間優(yōu)選在60分鐘內(nèi)，更優(yōu)選在30分鐘內(nèi)，并且特別優(yōu)選在10分鐘內(nèi)。對 時間期間的下限沒有特別地限定。然而，在從混合終止至少一秒的間隔之后涂布到半導(dǎo)體 基板上是實用的。使用圖2再次描述步驟III。將在步驟II中制備的蝕刻液從排放口 13 噴霧并涂布到半導(dǎo)體基板S的上表面上。此外，優(yōu)選的是，將半導(dǎo)體基板S放置在旋轉(zhuǎn)臺12 上,并且通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件M的方式隨旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)。
[0086] 蝕刻的條件
[0087] 在本發(fā)明的實施方案中，對用于蝕刻的條件沒有特別地限定。例如，可以應(yīng)用如圖 示的單個晶片類型（噴霧型、滴落型、下降型等）蝕刻，或浸漬型（批次型）蝕刻。特別是， 單個晶片類型蝕刻是優(yōu)選的。在單個晶片類型蝕刻中，優(yōu)選將半導(dǎo)體基板在指定方向上傳 輸或旋轉(zhuǎn)并且將蝕刻液噴霧至空間，從而使得蝕刻液與半導(dǎo)體基板接觸。另一方面，在分批 型蝕刻中，將半導(dǎo)體基板浸漬在由蝕刻液構(gòu)成的液體浴中，從而使得蝕刻液與半導(dǎo)體基板 在液體浴中接觸。這些蝕刻方法可以依賴于器件的結(jié)構(gòu)、材料等適當(dāng)?shù)厥褂?。此外，蝕刻液 是通過在以上步驟II中混合制備的液體，并且使用其中在水介質(zhì)中含有堿性化合物和氧 化劑的液體。在每個步驟的描述之后描述其組合物組分的細(xì)節(jié)。
[0088] 在單個晶片類型中進(jìn)行蝕刻的處理溫度優(yōu)選等于或大于40°C，更優(yōu)選等于或大于 50°C，并且特別優(yōu)選等于或大于60°C。上限優(yōu)選等于或小于90°C，并且更優(yōu)選等于或小于 80°C。此時，加熱溫度的測量位置可以關(guān)于線結(jié)構(gòu)和晶片適當(dāng)?shù)卮_定，并且典型地可以根據(jù) 上述槽（處理室）的溫度和進(jìn)料液的溫度進(jìn)行控制。在根據(jù)性能需要數(shù)種條件的情況下， 如果測量和控制都是可能的，則可以將其定義為通過如在下面描述的實施例中的晶片的表 面溫度。通過將溫度控制至上述下限以上，可以優(yōu)選地確保針對于含Ti層的足夠的蝕刻速 度。通過將溫度控制至上述上限以下，可以優(yōu)選地確?；瘜W(xué)液體的穩(wěn)定性。
[0089] 蝕刻液的進(jìn)料速度，雖然沒有特別地限定，優(yōu)選設(shè)定在0. 1至3. OL/分鐘并且更優(yōu) 選0. 3至2. OL/分鐘的范圍內(nèi)。通過將進(jìn)料速度控制至上述下限以上，可以優(yōu)選以更出色 的水平確保蝕刻的面內(nèi)均勻性。通過將溫度控制至上述上限以下，可以優(yōu)選確保在連續(xù)處 理時的穩(wěn)定的選擇性。當(dāng)將半導(dǎo)體基板旋轉(zhuǎn)時，從與上面相同的角度，優(yōu)選的是將半導(dǎo)體基 板在50至400rpm的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，雖然它可以依賴于半導(dǎo)體基板的尺寸等變化。
[0090] 在批次型的情況下，因為與上面相同的原因，還優(yōu)選的是將液體浴控制至上述溫 度范圍。半導(dǎo)體基板的浸漬時間，雖然沒有特別地限定，優(yōu)選的是設(shè)定為0. 5至30分鐘并 且更優(yōu)選1至10分鐘。
[0091] 擺動速度
[0092] 在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的單個晶片類型蝕刻設(shè)備構(gòu)造中，優(yōu)選的是在移動 排放口（噴嘴）的同時涂布蝕刻液，如圖3中所示。具體地，在本發(fā)明的實施方案中，當(dāng)將 蝕刻液涂布到具有含Ti層的半導(dǎo)體基板S上時，將基板在r方向上旋轉(zhuǎn)。另一方面，排放 口沿從半導(dǎo)體基板的中心部分延伸至其邊緣的移動軌跡t移動。因此，在本發(fā)明的實施方 案中，設(shè)定基板的旋轉(zhuǎn)方向和排放口的移動方向以使得為彼此不同的方向，借此使它們關(guān) 于彼此相對運動。作為結(jié)果，構(gòu)造為使得可以將蝕刻液均勻地涂布到半導(dǎo)體基板的整個表 面上，借此有益地確保蝕刻的均勻性。
[0093] 排放口（噴嘴）的移動速度，雖然沒有特別地限定，優(yōu)選等于或大于0. lcm/s，更優(yōu) 選等于或大于lcm/s。另一方面，上限優(yōu)選等于或少于30cm/s，更優(yōu)選等于或少于15cm/s。 移動軌跡可以是直線或曲線（例如，弧狀）。在每種情況下，移動速度可以由軌跡的實際長 度和它花費用于移動的時間計算。
[0094] 蝕刻狀態(tài)的說明
[0095] 圖4是顯示蝕刻之前的半導(dǎo)體基板的圖。在本發(fā)明的實施方案的制備實施例中， 使用層疊產(chǎn)品，其中將作為第二層的SiOC層3和SiON層2設(shè)置在硅晶片（未顯示）上并且 將TiN層1形成在第二層上。此時，通孔5已經(jīng)形成在上述復(fù)合層中，并且Cu層4已經(jīng)形 成在通孔5的底部。在該狀態(tài)下，將根據(jù)本發(fā)明的實施方案的蝕刻液（未顯示）涂布到基 板10上以移除TiN層。上述蝕刻液可以移除并且清洗由等離子體蝕刻、灰化等產(chǎn)生的殘留 物，從而可以有效地移除殘留物（未顯示）。作為結(jié)果，可以獲得如圖5中所示的具有其中 將TiN層移除的構(gòu)造的基板20。不必說，雖然如圖示的蝕刻和洗滌狀態(tài)對于本發(fā)明是理想 的，但是根據(jù)所要制備的半導(dǎo)體器件所需的品質(zhì)，TiN層的殘余物或第二層的殘留物或備選 地對第二層的一些腐蝕是適當(dāng)?shù)乜山邮艿模虼?，本發(fā)明不由以上說明解釋為受限的范圍。 [0096] 應(yīng)注意，術(shù)語"硅基板"或"半導(dǎo)體基板"在下列意義上使用：不僅包括硅晶片，而 且還包括在基板結(jié)構(gòu)上具有電路結(jié)構(gòu)的整個范圍。術(shù)語"基板的元件"是指構(gòu)成上面定義的 硅基板的元件，并且可以由單種材料或多種材料制成。將經(jīng)處理的半導(dǎo)體基板有時稱為半 導(dǎo)體基板產(chǎn)品用于區(qū)分。通過根據(jù)需要進(jìn)一步處理半導(dǎo)體基板并且之后將其單一化而獲得 的其套件或經(jīng)處理的產(chǎn)品被稱為半導(dǎo)體器件或半導(dǎo)體設(shè)備。關(guān)于半導(dǎo)體的方向，參考圖4， 將硅晶片的相反側(cè)（TiN側(cè)）稱為"上"，或"頂邊緣"，而將硅晶片側(cè)（SiOC側(cè)）稱為"下"， 或"底部"。
[0097] [步驟 I]
[0098] 在本發(fā)明的實施方案的步驟I中，對含有Cu、SiO、SiN、SiOC或SiON的層（第 二層）進(jìn)行干蝕。通過該處理，形成在半導(dǎo)體基板中所需的層結(jié)構(gòu)。對于干蝕，可以使 用通常用于這種類型的產(chǎn)品的方法。作為代表性方法，例如，可以參考"半導(dǎo)體干蝕技 術(shù)（Semiconductor Dry Etching Technique)"（集成電路加工技術(shù)系列（Integrated Circuit Process Technique Series),作者Tokuyama)等。在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中， 可以提供展現(xiàn)殘留物的良好的可移除性的蝕刻液或蝕刻方法。因此，即使在上述步驟1中 產(chǎn)生得自第二層的干蝕的殘留物，因為殘留物的良好的可移除性，根據(jù)本發(fā)明的蝕刻液或 蝕刻方法也是優(yōu)選的。
[0099] [步驟 IV]
[0100] 在本步驟中，將在上述蝕刻（步驟III)之后的基板表面用水洗滌，借此進(jìn)行后 處理。通過該處理，將蝕刻時涂布的蝕刻液的組分移除，借此可以防止基板表面上缺陷的 產(chǎn)生。對洗滌方法沒有特別地限定，并且可以使用通常用于這種類型的產(chǎn)物的方法。作為 代表性方法，例如，可以參考"半導(dǎo)體清潔技術(shù)基礎(chǔ)（Semiconductor Cleaning Technique For Beginner)，'（Beginners Books,作者 Yasuhiro Horiike 和 Hiroteru Ogawa, Kogyo Chosakai)等。此時涂布的水優(yōu)選為超純水。在本清洗步驟中，優(yōu)選的是適當(dāng)?shù)卦O(shè)定清潔條 件。所要控制的條件的實例包括水的沖洗時間（例如，10至60秒），水的流速（例如，20ml/ 分鐘至200ml/分鐘）和水的投射方法（例如，噴射型）。
[0101] [步驟 V]
[0102] 該步驟顯示，作為變形實例，在后處理之前適當(dāng)?shù)馗鲁蔀榛瘜W(xué)液體組分的氧化 齊?，從而再次進(jìn)行基板的處理的實施方案。更新組分優(yōu)選為氧化劑。通過這種補充，將分解 的氧化劑如過氧化氫更新，借此可以將足夠量的氧化劑保持在系統(tǒng)中。更新量可以根據(jù)所 要處理的含Ti層的量和類型，或氧化劑的分解量適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。作為代表性實例陳述，所要 采用的更新量優(yōu)選為1/1至1/10(質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）的量的在第一處理中使用的蝕刻液中氧化 齊U。更新方法此時沒有特別地限定。給定圖2中作為實例所示的設(shè)備的說明，更新形式的 實例包括下列構(gòu)造：在處理室11的底部設(shè)置用于處理之后的蝕刻液的回收開口，并且將通 過旁路流動通道fd從其回收的蝕刻液再次作為液體B進(jìn)料，同時按需要將氧化劑補充至至 回收的蝕刻液。
[0103] 在本發(fā)明中，蝕刻液可以在如上所述的循環(huán)中再使用。優(yōu)選的方法不是保持液體 隨排出流動的方式（不重新使用），而是將其循環(huán)再使用的方法。循環(huán)可以在加熱之后進(jìn)行 至少1小時，借此可以實現(xiàn)反復(fù)蝕刻。對用于循環(huán)再加熱的時間期間的上限沒有特別地限 定。然而，因為蝕刻速度下降，在1周內(nèi)更換是優(yōu)選的。在3天內(nèi)更換是更優(yōu)選的，并且每 天用新液體更換是特別優(yōu)選的。此外，因為堿性化學(xué)液體具有吸收二氧化碳的性質(zhì)，優(yōu)選在 最大可能性的氣密性密封的系統(tǒng)中使用，或備選地在氮流中使用，并且氮流是更優(yōu)選的。
[0104] [蝕刻液]
[0105] 本發(fā)明的實施方案的蝕刻液含有氧化劑和堿性化合物，并且這些材料優(yōu)選被包含 在水介質(zhì)中。在下文中，描述了包括任選的組分的每一個。
[0106] (氧化劑）
[0107] 氧化劑的實例包括過氧化氫、過硫酸銨、過硼酸、過乙酸、高碘酸、高氯酸，或它們 的組合。在它們之中，過氧化氫是特別優(yōu)選的。
[0108] 相對于本發(fā)明的實施方案的蝕刻液的總量，在優(yōu)選至少0. 5質(zhì)量％的范圍內(nèi)，更 優(yōu)選在至少1質(zhì)量％的范圍內(nèi)，并且再更優(yōu)選在至少2質(zhì)量％的范圍內(nèi)包含氧化劑。另一 方面，其上限為優(yōu)選等于或少于20質(zhì)量％，并且更優(yōu)選等于或少于15質(zhì)量％，并且特別優(yōu) 選等于或少于10質(zhì)量％。通過將含量設(shè)定為上述上限以下，可以優(yōu)選更有效地抑制對第二 層的過度蝕刻。從足以蝕刻第一層的速度的角度，優(yōu)選的是將含量設(shè)定值上述下限以上。 [0109](堿性化合物）
[0110] 堿性化合物，雖然沒有特別地限定，只要它具有堿性即可，但是優(yōu)選有機(jī)堿性化合 物并且更優(yōu)選有機(jī)胺化合物（其中包括銨化合物）。作為有機(jī)胺化合物，其中結(jié)合伯胺至 叔胺或季銨的結(jié)構(gòu)的化合物是更優(yōu)選的?；衔锏膶嵗梢跃哂邢旅娴娜〈鵗的具 有1至6個碳原子的伯烷基胺，可以具有下面的取代基T的具有6至12個碳原子的伯芳族 胺，可以具有下面的取代基T的具有2至6個碳原子的仲胺（在包含芳族基的情況下，碳數(shù) 可以優(yōu)選為7至24)，可以具有下面的取代基T的具有3至6個碳原子的叔胺（在包含芳族 基的情況下，碳數(shù)可以為優(yōu)選8至24)，可以具有下面的取代基T的具有4至16個碳原子的 季銨或其鹽。此外，氨基醇（優(yōu)選具有1至12個碳原子，包括2-氨基乙醇）和胍碳酸鹽可 以是示例。
[0111] 以上伯胺、仲胺和叔胺可以分別地優(yōu)選在下式（A-ι)至（A-3)表示。R定義與式 (I)中定義的含義相同的含義。
[0112] NRH2 式（A-I)
[0113] NR2H 式（A_2)
[0114] NR3 式（A-3)
[0115] 特別是，由下式（I)表示的堿性化合物是優(yōu)選的。
[0116] N(R)4OH 式（I)
[0117] R表示取代基。多個R可以是彼此相同的或不同的。R的實例包括烷基（在其中 包括直鏈烷基、環(huán)狀烷基、芳烷基等）、烯基、炔基以及具有芳基的基團(tuán)。特別是，R優(yōu)選是烷 基、烯基、炔基或芳基。R更優(yōu)選是具有1至8個碳原子的烷基，具有2至8個碳原子的烯基， 具有2至8個碳原子的炔基，或具有6至20 (優(yōu)選8至20)個碳原子的芳基。在本文中，以 上烷基、烯基、炔基或芳基可以具有取代基T，其包括羥基、氨基、羧基或鹵素原子（氯、氟、 溴等）。
[0118] 在由式⑴表示的化合物中，氫氧化四甲銨（TMAH)、氫氧化四乙銨（TEAH)、氫氧化 四丙銨（TPAH)和氫氧化四丁銨（TBAH)是優(yōu)選的。
[0119] 這些化合物可以以其組合使用。
[0120] 關(guān)于本發(fā)明的實施方案的蝕刻液的總量，優(yōu)選在至少0.05質(zhì)量％的范圍內(nèi)并且 更優(yōu)選在至少〇. 5質(zhì)量％的范圍內(nèi)包含所述堿性化合物。其上限為優(yōu)選等于或少于30質(zhì) 量％，更優(yōu)選等于或少于10質(zhì)量％，再更優(yōu)選等于或少于5質(zhì)量％，并且特別優(yōu)選等于或少 于3質(zhì)量％。從避免由堿性化合物自身導(dǎo)致的抑制金屬層的蝕刻的問題的角度，將堿性化 合物的含量設(shè)定在上述上限以下是優(yōu)選的。從Ti層可以以高速處理的角度，將堿性化合物 的含量設(shè)定在上述下限以上是優(yōu)選的。
[0121] 關(guān)于氧化劑的描述，相對于100質(zhì)量份的氧化劑，優(yōu)選在10質(zhì)量份以上并且更優(yōu) 選20質(zhì)量份以上的范圍內(nèi)使用堿性化合物。另一方面，其上限優(yōu)選等于或少于100質(zhì)量份 并且更優(yōu)選等于或少于70質(zhì)量份。通過以合適的關(guān)系使用兩方的量，可以實現(xiàn)好的蝕刻性 能和殘留物的可移除性兩者，并且可以預(yù)期組合獲得高的蝕刻選擇性。
[0122] (水性介質(zhì)）
[0123] 本發(fā)明的蝕刻液優(yōu)選為其中使用水作為介質(zhì)并且將在其中含有的組分的每一種 均勻地溶解的水溶液。關(guān)于蝕刻液的總質(zhì)量，水的含量優(yōu)選為50至99. 5質(zhì)量％并且更優(yōu) 選55至95質(zhì)量％。因此，從更廉價并且更適應(yīng)環(huán)境的角度，與有機(jī)溶劑的比例高的情況比 較，水是主要組分（50質(zhì)量％以上）的情況是優(yōu)選的。水可以是含有以本發(fā)明的效果不借此 劣化的量溶解在其中的組分，或者可以含有不可避免的細(xì)微量的混合組分的水性介質(zhì)。特 別是，蒸餾水或離子交換水，或經(jīng)過提純過程的水，如超純水是優(yōu)選的，并且用于半導(dǎo)體的 制造的超純水是特別優(yōu)選的。
[0124] (pH)
[0125] 通常，當(dāng)蝕刻液的pH變得高時，液體的劣化傾向于加速。具體地，當(dāng)pH變?yōu)?. 5 以上時，液體的劣化開始出現(xiàn)。當(dāng)pH變?yōu)?以上時，液體的劣化加速并且當(dāng)pH變?yōu)?0以 上時，液體的劣化更加加速。然而，在本發(fā)明中，將蝕刻液的pH控制為8. 5以上，優(yōu)選9以 上，更優(yōu)選9. 5以上，并且特別優(yōu)選10以上。作為上限，將pH控制為14以下，優(yōu)選13. 5以 下，并且再更優(yōu)選13以下。通過將pH設(shè)定至上述下限以上，可以將Ti層以高速移除，同時 通過將PH設(shè)定為上述上限以下，可以防止第二層的過度蝕刻，并且可以優(yōu)選抑制液體的過 度劣化。除非另外指出，PH是指根據(jù)設(shè)備和用于在實施例的測量中使用的條件獲得的值。 此外，在高pH區(qū)域中，通常在這種環(huán)境中存在的氧化劑（過氧化氫等）的劣化變得更顯著。 例如，在上述專利文獻(xiàn)1中采用的PH 8. 2以下的區(qū)域中，氧化劑的劣化變得非常緩慢。另 一方面，在由本發(fā)明定義的pH 8. 5(尤其是9. 5以上）的范圍內(nèi)，氧化劑的劣化變得非常 快。不僅在其與蝕刻性能的關(guān)系上，而且在其與歸因于氧化劑的這種劣化的失活的關(guān)系上， 在本發(fā)明中定義的上述PH范圍的定義均具有技術(shù)顯著性。
[0126] (其他組分）
[0127] pH控制劑
[0128] 在本發(fā)明的實施方案中，將蝕刻液的pH控制在上述范圍內(nèi)，并且優(yōu)選使用pH控 制劑對其進(jìn)行控制。PH控制劑的實例包括：為了增加 pH，在"堿性化合物"的上述段落中 描述的堿性化合物；為了降低pH，無機(jī)酸如鹽酸、硝酸、硫酸和磷酸；以及有機(jī)酸如甲酸、乙 酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3_二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、 正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、輕基乙酸、水楊酸、甘油酸（gliceric acid)、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸、草酸、 檸檬酸和乳酸。
[0129] 對pH控制劑的使用量沒有特別地限定并且可以使用將pH控制至上述范圍所需的 量。
[0130] 水溶性有機(jī)溶劑
[0131] 在本發(fā)明中使用的蝕刻液中，可以向其加入另外的水溶性有機(jī)溶劑。水溶性有機(jī) 溶劑意指可以與水以任意比例混合的有機(jī)溶劑。在提高晶片的面內(nèi)均勻蝕刻性質(zhì)的能力上 這是有效的。
[0132] 水溶性有機(jī)溶劑的實例包括：醇化合物溶劑，如甲醇、乙醇、1 -丙醇、2-丙醇、2- 丁 醇、乙二醇、丙二醇、甘油、1，6-己二醇、環(huán)己二醇、山梨糖醇、木糖醇、2-甲基-2,4-戊二醇、 1，3-丁二醇和1，4-丁二醇；醚化合物溶劑，如烷撐二醇烷基醚，包括乙二醇單甲醚、乙二醇 單丁醚、二甘醇、二丙二醇、丙二醇單甲醚、二甘醇單甲醚、三甘醇、聚（乙二醇）、二丙二醇 單甲醚、三丙二醇單甲醚和二甘醇單丁醚。
[0133] 在這些溶劑中，優(yōu)選的是具有2至15個碳原子的醇化合物溶劑和具有2至15個碳 原子的醚化合物溶劑（優(yōu)選含有羥基的醚化合物）。更優(yōu)選的是具有2至10個碳原子和至 少2個羥基的醇化合物溶劑和具有2至10個碳原子和至少2個羥基的醚化合物溶劑（優(yōu) 選含有羥基的醚化合物）。尤其優(yōu)選的是具有3至8個碳原子的亞烷基二醇烷基醚。水溶 性有機(jī)溶劑可以單獨地使用，或者適當(dāng)?shù)匾詢煞N以上類型的組合使用。在本發(fā)明的說明書 中，在醚化合物的類型中在原理上應(yīng)當(dāng)包括在其分子中具有羥基（-0H)和醚基（-0-)的化 合物（不稱為醇化合物）。當(dāng)提及具有羥基和醚基兩者的化合物時，特別地，可以優(yōu)選將該 化合物稱為"含有羥基的醚化合物"。
[0134] 尤其是在這些化合物中，丙二醇和二丙二醇是優(yōu)選的，并且二丙二醇是更優(yōu)選的。 關(guān)于蝕刻液的總質(zhì)量，其加入量優(yōu)選為〇. 1至70質(zhì)量％并且更優(yōu)選10至50質(zhì)量％。通過 將加入量設(shè)定至上述下限以上，可以有效地實現(xiàn)上述蝕刻的均勻性上的提高。
[0135] 在本發(fā)明中，水溶性有機(jī)溶劑的加入是非常有效的。其加入使得出色的選擇性蝕 刻效果顯著，借此可以在多種構(gòu)造實施方案中獲得高的蝕刻效果。
[0136] 配位化合物
[0137] 為了抑制第二層（例如，Cu層）的過度蝕刻，優(yōu)選的是在根據(jù)本發(fā)明的蝕刻液中 不使用配位化合物如乙二胺四乙酸（EDTA)。從上述角度，優(yōu)選的是本發(fā)明的蝕刻液基本上 由上述堿性化合物、氧化劑和水介質(zhì)構(gòu)成,或基本上由上述堿性化合物、氧化劑、水溶性有 機(jī)溶劑和水介質(zhì)構(gòu)成。在本文中，術(shù)語"基本上"意指蝕刻液可以含有如不可避免的雜質(zhì)的 組分至其中本發(fā)明展現(xiàn)適宜的效果的程度。
[0138] [套件]
[0139] 本發(fā)明的蝕刻液可以構(gòu)造為其中將其原料分為多個部分的套件。套件的實例包 括下列實施方案，其中制備其中在水介質(zhì)中含有上述堿性化合物的液體組合物作為第一液 體，并且制備其中在水介質(zhì)中含有上述氧化劑的液體組合物作為第二液體。作為其使用的 實例，優(yōu)選下列實施方案：將兩種液體混合以制備蝕刻液，并且在此之后，將蝕刻液適時地 應(yīng)用至上述蝕刻工藝。這避免了其液體性質(zhì)歸因于氧化劑（例如，過氧化氫）的分解的劣 化的升高，借此可以有效地展現(xiàn)所需的蝕刻功能。該套件中的第一液體和第二液體兩者的 配方等是與上述的那些相同的。
[0140] [殘留物]
[0141] 半導(dǎo)體器件的制造方法可以包括通過使用抗蝕劑圖案等作為掩模的等離子體蝕 刻技術(shù)在半導(dǎo)體基板上蝕刻金屬層等的步驟。具體地，進(jìn)行金屬層、半導(dǎo)體層、絕緣層等的 蝕刻，從而將金屬層和半導(dǎo)體層圖案化，或在絕緣層上形成開口部分如通孔和配線槽。在等 離子體蝕刻中，將得自作為掩模使用的抗蝕劑的殘留物，以及金屬層、半導(dǎo)體層，以及所要 蝕刻的絕緣層形成在半導(dǎo)體基板上。在本發(fā)明中，將通過如上所述的等離子體蝕刻形成的 殘留物稱為"等離子體蝕刻殘留物"。"等離子體蝕刻殘留物"包括得自上述第二層（SiON、 SiOC等）的蝕刻殘留物。
[0142] 此外，在蝕刻之后移除用作掩模的抗蝕劑圖案。為了移除抗蝕劑圖案，如上所述， 使用其中使用清除液的濕法，或其中使用，例如，等離子體或臭氧進(jìn)行灰化的干法。在灰化 中，通過等離子體蝕刻形成的等離子體蝕刻殘留物的變化殘留物和得自所要移除的抗蝕劑 的殘留物形成在半導(dǎo)體基板上。在本發(fā)明中，將通過如上所述的灰化形成的殘留物稱為"灰 化殘留物"。此外，作為形成在半導(dǎo)體基板上并且應(yīng)當(dāng)通過洗滌移除的殘留物如等離子體蝕 亥IJ殘留物和灰化殘留物的一般術(shù)語，可以將它們簡稱為"殘留物"。
[0143] 優(yōu)選使用洗滌組合物將作為這種蝕刻之后的殘留物的等離子體蝕刻殘留物和灰 化殘留物（蝕刻后殘留物）洗滌并移除。根據(jù)本發(fā)明的實施方案的蝕刻液還可以作為用于 移除等離子體蝕刻殘留物和/或灰化殘留物的洗滌液使用。特別是，優(yōu)選在等離子體蝕刻 之后進(jìn)行的等離子體灰化之后使用蝕刻液移除等離子體蝕刻殘留物和灰化殘留物兩者。
[0144] [所要處理的材料]
[0145] 可以任意地使用通過將根據(jù)本發(fā)明的實施方案的蝕刻液涂布到其上而進(jìn)行蝕刻 的材料。然而，所需要的是將材料涂布到具有含有Ti的第一層的半導(dǎo)體基板。此外，半導(dǎo) 體基板優(yōu)選具有含有Cu、SiO、SiN、SiOC和SiON中的至少一種的第二層，并且優(yōu)選的是第 二層不被根據(jù)本發(fā)明的實施方案的蝕刻液蝕刻。在本發(fā)明的說明書中，當(dāng)通過將構(gòu)成元素 排列成一排描述金屬化合物時，如SiOC,它意指SiO xCy (X和y的每一個表不任意的組成）。 然而，該化合物有時可以通過描述組合物術(shù)語，如SiOx等顯不。
[0146] 第一層
[0147] 第一層是含Ti層。特別是，TiN層是特別優(yōu)選的。對第一層的厚度沒有特別地限 定。然而，當(dāng)考慮到通常器件的組合時，實踐的是該厚度為大約〇. 005至0. 3 μ m。對第一層 的蝕刻速度[R1]沒有特別地限定。然而，當(dāng)考慮到制造效率時，高蝕刻速度是優(yōu)選的并且 蝕刻速度優(yōu)選為50至500埃/分鐘。
[0148] 第二層
[0149] 第二層優(yōu)選為含有Cu、SiO、SiN、SiOC和SiON中的至少一種的層。對第二層的 厚度沒有特別地限定。然而，當(dāng)考慮到普通器件的組合時，實踐的是厚度為大約〇. 005至 0.5 μ m。對第二層的蝕刻速度[R2]沒有特別地限定。然而，當(dāng)考慮到制造效率時，優(yōu)選將 所述蝕刻速度控制到低的蝕刻水平并且優(yōu)選為〇. 001至10埃/分鐘。
[0150] 在第一層的選擇性蝕刻中，對其蝕刻速度比（[R1]/[R2])沒有特別地限定。然而， 當(dāng)基于器件需要高選擇性的前提描述時，蝕刻速度比優(yōu)選等于或大于50。在該范圍的定義 內(nèi)，蝕刻速度比優(yōu)選為10至5, 000,更優(yōu)選30至3, 000,并且特別優(yōu)選50至2, 500。
[0151] [半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的制造]
[0152] 在本發(fā)明的實施方案中，優(yōu)選通過以下方法制備具有所需結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板產(chǎn) 品：通過在硅晶片上形成上述第一層和第二層而提供半導(dǎo)體基板的步驟，制備具有上述的 特定的配方的蝕刻液的步驟，以及將蝕刻液涂布在半導(dǎo)體基板上從而溶解第一層的步驟。 此時，優(yōu)選的是，將第二層進(jìn)一步提供在半導(dǎo)體基板上，并且相對于第二層，將第一層選擇 性地溶解。在上述蝕刻步驟之前優(yōu)選的是，對半導(dǎo)體基板進(jìn)行干蝕或干灰化步驟，并且將在 該步驟中形成的殘留物移除。此外，可以優(yōu)選使用含有硝酸的蝕刻液在保護(hù)Cu的同時進(jìn)行 蝕刻。對半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的制造中的每一個步驟，通常，可以應(yīng)用在這種類型的產(chǎn)品的處理 方法中應(yīng)用的每一種處理方法。
[0153] 實施例
[0154] 基于在下面給出的實施例將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不意味著受到這些限 制。
[0155] 〈實施例1和比較例1〉
[0156] 通過將下面的表1中所示的第一液體和第二液體涂布到半導(dǎo)體基板上，進(jìn)行基板 的蝕刻（在表1中，第一液體由線A表不，同時第二液體由線B表不）。此時，在其中兩種 液體的混合之后的時間少于1分鐘時的測試111等中，對兩種液體進(jìn)行通過流動通道fa和 流動通道fb的循環(huán)，并且在兩種液體的混合之后，使用圖2中所示的設(shè)備進(jìn)一步進(jìn)料至處 理室。另一方面，將除了兩種液體之外的那些留下，直至將兩種液體在浴中混合特定時間為 止，并且之后將這些引入至流動通道fc，從而進(jìn)料至處理室。使用水調(diào)節(jié)兩種液體的組成 以使得在其混合之后在液體中每種組分以質(zhì)量計的百分?jǐn)?shù)與如表1中所示相同。通過混合 第一液體和第二液體制備蝕刻液。作為其典型的實例，如下所示測試111、181、182、183和 184的配方。
[0157] 表 A
[0158]

【權(quán)利要求】
1. 一種蝕刻半導(dǎo)體基板的方法，所述方法包括以下步驟： 通過將第一液體與第二液體混合以在8. 5至14的pH范圍內(nèi)制備蝕刻液，所述第一液 體含有堿性化合物，所述第二液體含有氧化劑；并且之后 適時地將所述蝕刻液涂布到半導(dǎo)體基板，用于蝕刻所述半導(dǎo)體基板之中或之上的含Ti 層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻方法， 其中將所述第一液體和所述第二液體分別地放到彼此不同的流動通道中，之后將兩種 液體在所述流動通道的連接部分匯合以將它們混合，并且將通過所述混合制備的所述蝕刻 液涂布到所述半導(dǎo)體基板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝕刻方法， 其中所述第一液體是濃度為〇. 1至10質(zhì)量％的所述堿性化合物的水性組合物，并且所 述第二液體是濃度為1至40質(zhì)量％的所述氧化劑的水性組合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的蝕刻方法， 其中制備所述蝕刻液以使得所述蝕刻液中所述堿性化合物的濃度為〇. 05至10質(zhì) 量％。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的蝕刻方法， 其中制備所述蝕刻液以使得所述蝕刻液中所述氧化劑的濃度為〇. 5至10質(zhì)量％。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的蝕刻方法， 其中將所述蝕刻液涂布到旋轉(zhuǎn)的半導(dǎo)體基板的表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的蝕刻方法， 其中從排放口提供所述蝕刻液，并且 其中在沿從所述半導(dǎo)體基板的中心部分至其邊緣的方向前進(jìn)的軌跡相對于旋轉(zhuǎn)的半 導(dǎo)體基板的表面移動所述排放口的同時，進(jìn)行所述蝕刻液的涂布。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的蝕刻方法， 其中所述堿性化合物是由式（I)表示的化合物： N(R)4OH 式⑴ 其中R表示取代基；并且多個R可以是彼此相同的或不同的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的蝕刻方法， 其中所述堿性化合物是氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨或氫氧化四丙銨。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的蝕刻方法， 其中所述氧化劑是過氧化氫、過硫酸銨、過硼酸、過乙酸、高碘酸、高氯酸或它們的組 合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項所述的蝕刻方法， 其中在使所述蝕刻液與所述半導(dǎo)體基板接觸并且蝕刻所述半導(dǎo)體基板時的溫度為 40°C以上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項所述的蝕刻方法， 其中所述半導(dǎo)體基板包括： 作為第一層的含Ti層；以及 第二層，所述第二層含有&1、510、51隊510(：和51(^中的至少一種， 其中相對于所述第二層，通過所述蝕刻選擇性地蝕刻所述第一層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的蝕刻方法，其中將所述第一層層疊在所述第二層之上或上 方。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的蝕刻方法，其中所述第一層的蝕刻速度（R1)與所述 第二層的蝕刻速度（R2)的蝕刻速度比（R1/R2)為30以上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項所述的蝕刻方法，其中在通過干蝕法處理所述第 二層之后進(jìn)行所述蝕刻。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項所述的蝕刻方法，其中所述蝕刻液包含水溶性有 機(jī)溶劑。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的蝕刻方法，其中所述水溶性有機(jī)溶劑是醇化合物或醚化合 物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的蝕刻方法，其中將所述水溶性有機(jī)溶劑的濃度相對于 所述蝕刻液設(shè)定在1至50質(zhì)量％。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中的任一項所述的蝕刻方法，所述蝕刻方法包括在蝕刻之后 用水洗滌基板表面的步驟。
20. -種制造半導(dǎo)體基板產(chǎn)品的方法，所述方法使用通過根據(jù)權(quán)利要求1至19中的任 一項所述的蝕刻方法處理的半導(dǎo)體基板來制造所述半導(dǎo)體基板產(chǎn)品。
21. -種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法使用通過根據(jù)權(quán)利要求20所述的制造方法 獲得的所述半導(dǎo)體基板產(chǎn)品來制造所述半導(dǎo)體器件。
22. -種用于制備蝕刻液的套件，所述套件包括： 組合的第一液體和第二液體，所述第一液體含有堿性化合物，所述第二液體含有氧化 劑， 其中所述蝕刻液可以通過至少將所述第一液體與所述第二液體混合而制備，并且所述 蝕刻液被適時地涂布到半導(dǎo)體基板，用于蝕刻設(shè)置在所述基板之中或之上的含Ti層。
【文檔編號】H01L21/306GK104412371SQ201380035304
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】上村哲也, 稻葉正, 室祐繼, 西脇良典 申請人:富士膠片株式會社