用于去除蝕刻后殘留物的清潔組合物制造技術

本發明專利技術涉及一種清潔組合物，其有助于在生產半導體中去除蝕刻后殘留物。提供一種儲備組合物，其包含：氫氧化四烷基銨堿或季銨化三烷基烷醇胺堿；腐蝕抑制劑；和至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合，其中至少一種所述多元酸或其鹽含有磷。

Clean compositions for removal of etched residues

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于去除蝕刻后殘留物的清潔組合物
本專利技術涉及用于從微電子裝置去除蝕刻后殘留物和/或含鈦硬掩模材料的組合物以及其制備和使用方法。相對于微電子裝置上的氮化鋁和金屬互連材料，所述組合物對于含鈦材料可具有高選擇性。
技術介紹
因為在高級半導體制造中裝置節點收縮低于10納米(nm)，所以引入新型材料以使裝置的性能和可制造性更好。所考慮的新型材料的實例包括鈷通孔觸點、氮化鋁蝕刻終止層和氮化鈦阻擋層。氮化鈦在半導體工業中具有各種應用，例如硬掩模、金屬阻擋、導電電極、金屬柵和諸多其它應用。氮化鈦具有阻擋材料所需的良好的金屬擴散阻擋特征且還具有在退火之后約30-70微歐姆-厘米的低電阻率。氮化鈦膜可通過物理氣相沉積和化學氣相沉積方法制備。與鈷、氮化鋁和氮化鈦阻擋材料相容的蝕刻后清潔化學試劑允許制造工藝在更小且更高級的節點處進行。在后段生產線(BEOL)中，銅(Cu)仍用作互連金屬線，所以與銅以及新型材料相容的清潔化學試劑調配物為有利的。繼續需要具有受控蝕刻速率和相對于裝置中的其它膜對氮化鈦硬掩模材料具有選擇性的清潔組合物，所述裝置中的其它膜可包括鈷、銅、氮化鋁、低k電介質和氮化鈦阻擋材料。
技術實現思路
在利用鈷通孔觸點、氮化鈦阻擋材料和銅互連、氮化鋁蝕刻終止層和氮化鈦硬掩模材料制造微電子裝置期間的蝕刻后殘留物去除問題可利用一種組合物解決，所述組合物對氮化鈦硬掩模具有高蝕刻速率選擇性、具有可控但較低的氮化鋁蝕刻速率且具有較低但基本上均衡的銅和鈷蝕刻速率。理想地，所述組合物還可與低k介電材料相容。根據一個方面，本專利技術提供儲備組合物，其包含：氫氧化四烷基銨堿或季銨化三烷基烷醇胺堿；腐蝕抑制劑；和至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合，其中至少一種所述多元酸或其鹽含有磷。任選地，至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合可包含磷酸、膦酸或它們的鹽、由其組成或基本上由其組成。合適地，所述組合可包含磷酸、二膦酸或其組合、由其組成或基本上由其組成。合適地，至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合可包含聚羧酸或其鹽。任選地，聚羧酸可為聚氨基羧酸。聚羧酸或其鹽可例如包含草酸和烷基二胺四乙酸中的一或多者。任選地，至少兩種或超過兩種多元酸的組合可包含多種這類聚羧酸或其鹽。在所述組合物的一些型式中，至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽可包括烷基二胺四乙酸，且含磷多元酸或其鹽可為二膦酸或磷酸。在所述組合物的其它型式中，至少三種或超過三種多元酸或其鹽可包括烷基二胺四乙酸，且含磷多元酸或其鹽可為二膦酸或磷酸。有利地，所述組合物可包含氧化劑。所述氧化劑可合適地包含雜環胺N-氧化物。在所述組合物的一些型式中，氫氧化四烷基銨堿或季銨化三烷基烷醇胺堿與包含雜環胺N-氧化物的氧化劑一起組成在10重量％與35重量％之間的所述組合物。任選地，所述雜環胺N-氧化物可以5重量％至15重量％的量存在。在各種實施例中，所述雜環胺N-氧化物可包含4-乙基嗎啉-N-氧化物、N-甲基哌啶-N-氧化物、3-甲基吡啶N-氧化物、NMMO或其組合、由其組成或基本上由其組成。在各種實施例中，所述雜環胺N-氧化物可包含NMMO、由其組成或基本上由其組成。在所述組合物中的氫氧化四烷基銨堿或氫氧化季銨化三烷基烷醇胺堿的量可合適地在5重量％與20重量％之間。包含氫氧化四烷基銨的堿可具有式[NR1R2R3R4]OH，其中R1、R2、R3和R4彼此相同或不同且選自由H和C1-C6烷基組成的群組。氫氧化季銨化三烷基烷醇胺堿可具有式[R1R2R3NR4OH]+[OH]-，其中R1、R2、R3和R4各自為低碳烷基，例如甲基、乙基或丙基。在所述組合物的多種型式中，腐蝕抑制劑可包含5-甲基苯并三唑、甲苯基三唑、苯并三唑、二甲基苯并三唑或其組合、基本上由其組成或由其組成。在所述組合物的多種型式中，腐蝕抑制劑可為5-甲基苯并三唑、甲苯基三唑、或5-甲基苯并三唑與甲苯基三唑的混合物。在所述組合物中的腐蝕抑制劑的量可任選地在0.1重量％至5重量％之間，例如在0.2重量％至5重量％之間或在0.4重量％至5重量％之間。所述組合物可任選地包含有機溶劑。合適地，有機溶劑可包含極性非質子性溶劑。在所述組合物中的有機溶劑的量可例如介于10重量％至30重量％范圍內。在各種實施例中，有機溶劑包含二醇醚(例如四乙二醇二甲醚或丁基卡必醇)、由其組成或基本上由其組成。適宜地，所述組合物可包含水。水可組成所述組合物中的余量。在所述組合物中的水的量可例如在60重量％至90重量％之間。未經稀釋的組合物的pH可合適地在10與14之間。1重量份所述組合物可進一步與在0.3份與12份之間的稀釋氧化劑組合或用其稀釋以形成經稀釋的組合物。在本專利技術的一些型式中，稀釋氧化劑為30重量％過氧化氫。經過氧化物稀釋的組合物的pH可在7與14之間且在一些型式中在10與14之間。在各種實施例中，可如上文所界定，儲備組合物可用氧化劑來稀釋以提供相對于氮化鈦阻擋材料對氮化鈦硬掩模具有高蝕刻速率選擇性、具有可控氮化鋁蝕刻速率且具有較低但基本上均衡的銅和鈷蝕刻速率的經稀釋的組合物，且所述儲備組合物與低k電介質相容。在各種實施例中，組合物可包含以下各者、由以下各者組成或基本上由以下各者組成：氫氧化四烷基銨堿或季銨化三烷基烷醇胺堿和包含雜環胺N-氧化物的氧化劑、包含5-甲基苯并三唑的腐蝕抑制劑和至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合，其中所述多元酸或其鹽中的至少一者含有磷。在另一型式中，儲備組合物可用氧化劑來稀釋以提供相對于氮化鈦阻擋材料對氮化鈦硬掩模具有高蝕刻速率選擇性、具有可控氮化鋁蝕刻速率且具有較低但基本上均衡的銅和鈷蝕刻速率的經稀釋的組合物且其與低k電介質相容，所述儲備組合物包含以下各者、由以下各者組成或基本上由以下各者組成：氫氧化四烷基銨堿或季銨化三烷基烷醇胺堿、包含雜環胺N-氧化物的氧化劑、包含5-甲基苯并三唑的腐蝕抑制劑和至少三種或超過三種多元酸或其鹽的組合，其中所述多元酸或其鹽中的至少一者含有磷。經稀釋氧化劑稀釋或與其組合的組合物的特征可在于：速率為至少的通過物理氣相沉積沉積于襯底上的TiN硬掩模材料膜的蝕刻速率；速率小于的通過化學氣相沉積方法沉積于襯底上的TiN阻擋材料膜的蝕刻速率；速率小于的AlN層的蝕刻；蝕刻速率為或小于的銅層的蝕刻速率；蝕刻速率為或小于的鈷層的蝕刻速率，或在于這些蝕刻速率的一或多者或任何組合。經稀釋氧化劑稀釋或與其組合的組合物的蝕刻速率可在浸入50℃下的燒杯中的所述材料的試樣樣品上表征且測量，且所述組合物浸沒：對于TiN硬掩模試樣30秒；對于TiN阻擋材料膜試樣30秒；對于AlN試樣1分鐘；且對于銅和鈷膜試樣各30分鐘。所述組合物和經過氧化物稀釋的組合物與低k介電材料相容。本專利技術的一種型式為一種組合物，其包含以下各者、由以下各者組成或基本上由以下各者組成：氫氧化四烷基銨堿或氫氧化季銨化三烷基烷醇胺堿和包含雜環胺N-氧化物的氧化劑，所述氫氧化四烷基銨與氧化劑一起組成在15重量％與30重量％之間的所述組合物；包含5-甲基苯并三唑的腐蝕抑制劑；和至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合，在一些型式中為至少三種或超過三種多元酸或其鹽的組合，各所述多元酸或鹽是選自由草酸、磷酸、二膦酸、環己二胺四乙酸組成的群組；和水。所述組合物的pH可在12與14之間。這種組本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種儲備組合物，其包含：氫氧化四烷基銨堿或季銨化三烷基烷醇胺堿；腐蝕抑制劑；和至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合，其中至少一種所述多元酸或其鹽含有磷。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2016.11.25 US 62/426,4431.一種儲備組合物，其包含：氫氧化四烷基銨堿或季銨化三烷基烷醇胺堿；腐蝕抑制劑；和至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合，其中至少一種所述多元酸或其鹽含有磷。2.根據權利要求1所述的組合物，其中所述至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合包含磷酸、膦酸或其鹽。3.根據權利要求1或權利要求2所述的組合物，其中所述至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合包含磷酸、二膦酸或其組合。4.根據任一前述權利要求所述的組合物，其中所述至少兩種或超過兩種多元酸或其鹽的組合包含聚羧酸或其鹽。5.根據權利要求4所述的組合物，其中所述聚羧酸或其鹽包含草酸和烷基二胺四乙酸中的一或多者。6.根據任一前述權利要求所述的組合物，其包含氧化劑，所述氧化劑包含雜環胺N-氧化物。7.根據權利要求6所述的組合物，其中所述氫氧化四烷基銨堿或季銨化三烷基烷醇胺堿以及包含雜環胺N-氧化物的氧化劑一起組成所述組合物的10重量％與35重量％之間。8.根據權利要求6或權利要求7所述的組合物，其中所述雜環胺N-氧化物以5重量％至15重量％的量存在。9.根據權利要求6至8中任一權利要求所述的組合物，其中所述雜環胺N-氧化物包含4-乙基嗎啉-N-氧化物、N-甲基哌啶-N-氧化物、3-甲基吡啶N-氧化物、NMMO或其組合。10.根據任一前述權利要求所述的組合物，其中所述組合物中的氫氧化四烷基銨堿或季銨化三烷基烷醇胺堿的量在5重量％與20重量％之間...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·佩恩，E·庫珀，金萬淶，E·洪，S·金，
申請(專利權)人：恩特格里斯公司，
類型：發明
國別省市：美國,US