金属湿法刻蚀

金属刻蚀主要用于金属硅化物的形成。MOS电极的制作是在晶片上沉积一层金属，第一次高温处理后，金属会自对准在有硅的地方（MOS的源极、漏极、栅极）反应，形成阻值较低的金属硅化物，没反应的金属用湿法刻蚀去除，接着进行第二次高温处理，得到阻值更低的金属硅化物，而刻蚀化学品要求有高的选择比，即只与金属反应，不侵蚀金属硅化物。最早使用的金属是钛（Ti），随后逐渐推进到钴（Co）、镍（Ni）、镍铂合金（NiPt），到32nm以下CMOS器件，为了得到高集成、快速、低能耗的品质，又尝试用金属栅极替代以往的植入式多晶硅栅极。

当然，后段制程虽没用到金属湿法刻蚀（一般用CMP平坦化金属或干刻蚀金属连线通道TRENCH/VIA），但CVD、PVD、CMP的金属挡控片的回收利用仍然离不开湿法刻蚀。

1、金属钛湿法刻蚀：热盐酸；稀氢氟酸或氢氟酸/H2O2；高温高浓度的SC1（NH4OH\H2O2\H2O）和SPM（H2SO4/H2O2/H2 O混合液）。         

2、氮化钛金属湿法刻蚀：SC1或SPM。

3、金属钴湿法刻蚀：SC1和SPM，SC1首先去除TiN，接着用SPM去除未反应的钴；还有一种混合酸（H2SO4 +HAc+HNO3 ），也常用来做Co的去除。

4、金属镍（Ni）：可以用在100mL H2O中加入25mL硝酸（70%）和15g过硫酸铵得到的溶液，在25℃下反应：  

5、铂腐蚀液：铂作为最稳定的金属，往往需要用王水进行腐蚀，其中浓HCl: 浓HNO3 = 3:1，水浴加热。

6、镍铂（NiPt）合金湿法刻蚀：没有反应的NiPt，一般用盐酸基体的水溶液去除，第一种是稀王水在85℃去除Pt，比例为34（37%HCl : 70%HNO3 : H2 O）。

第二种是盐酸和双氧水的混合物，去除铂的效果也很好。反应如下：

但是，HCl为基体的刻蚀溶液，会严重地侵蚀Ni（Pt）Si或Ni（Pt）SiGe，使金属硅化物阻值升高。这就要求有一种刻蚀剂是无氯基体，而且对Ni（Pt）Si或Ni（Pt）SiGe无伤害、对金属选择性又高。这就是目前常用的高温硫酸和双氧水混合液，它的反应如下：

SPM在单一晶片机台上应用于45nm NiPt硅化物制程的清洗，器件无论在物理性能或电性方面都好于传统HCl基体液处理。         

7、晶背铜的清洗：晶片背面氮化硅的出现会限制铜的扩散，DHF（稀释的HF）和DHF/H2O是最理想的、较少氮化硅保护膜损失的化学品；在单片旋喷清洗机上使用（H3PO4HCl:H2O）可以精确控制去除铜0.5mm到3.0mm。

8、铜的腐蚀：稀硝酸+水；FeCl3、过硫酸铵；

9、铝腐蚀：利用浓磷酸（85%）与铝反应，产生可溶于水的酸式磷酸铝，使铝膜被溶除干净。其反应式为：

铝与浓磷酸发生剧烈反应，会有气泡不断冒出。为了消除这些气泡，是腐蚀顺利进行，可在浓磷酸中加入少量的无水乙醇。腐蚀温度常在80℃ 左右，将盛有腐蚀液的烧杯放在恒温水浴锅中。

磷酸加硝酸腐蚀液：磷酸：硝酸：无水乙醇：水=5010:9，加入硝酸可以改善铝的腐蚀效果，提高腐蚀效率。腐蚀温度可以降低为40-65℃，其反应式为：

腐蚀液使用一段时间后酸度下降，需定期更换新的磷酸。

10、铬腐蚀：硝酸铈铵（（NH4）2[Ce(NO3)6]），高氯酸（HCLO4）；HCl:H2O=1:3；

8、金腐蚀：KI3，黑色不透明并有侵蚀性的气体腐蚀剂，这种腐蚀剂具有不透明性，使反应的终点检测非常困难，约1um/min；

王水：浓HNO3：浓HCL=1：3，约10um/min；

氰化物：氰化钠或者氰化钾；

审核编辑 ：李倩