掩蔽材料的去除制造技術

本發明專利技術提供了用于去除掩蔽材料例如光致抗蝕劑的方法和通過去除掩蔽材料形成的電子器件。例如，用于去除掩蔽材料的方法包括將掩蔽材料與包含鈰和至少一種其它氧化劑的溶液接觸。鈰可以包含在鹽中。鹽可以是硝酸鈰銨。所述至少一種其它氧化劑可以是含有錳、釕、和/或鋨的化合物。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術總體上涉及去除掩蔽材料，更具體地，本專利技術涉及使用包含鈰的溶液去除掩蔽材料。
技術介紹
抗蝕劑，包括光致抗蝕劑，是在半導體器件制作期間用于在襯底(例如半導體晶圓)上形成圖案化層的輻射敏感(例如光輻射敏感)材料。在將一部分抗蝕劑涂覆的襯底曝光于輻射后，曝光部分的抗蝕劑(對于正性抗蝕劑而言)或未曝光部分的抗蝕劑(對于負性抗蝕劑而言)被去除，露出下面的襯底表面，留下其余的襯底表面被抗蝕劑涂覆和保護。抗蝕劑更通?？梢员环Q為掩蔽材料?？梢栽谖锤采w的襯底表面和剩余的抗蝕劑上執行其它制作過程，例如離子植入、溶蝕、或沉積。在執行其它制作過程后，在剝離操作中去除剩余的抗蝕劑。在離子植入中，摻雜離子(例如硼、二氟化硼、砷、銦、鎵、磷、鍺、銻、氙、或鉍的離子)被加速接近要植入的襯底。離子被植入在襯底的曝光區以及剩余的抗蝕劑中。離子植入可用于例如在襯底中形成植入區，例如晶體管的溝道區以及源區和漏區。離子植入還可用于形成輕度摻雜漏區和雙擴散漏區。然而，植入抗蝕劑中的離子可耗盡來自抗蝕劑表面的氫，造成抗蝕劑形成外層或殼，所述外層或殼可以是比抗蝕劑層的下面部分(即抗蝕劑層的主體部分)更硬的碳化層。外層和主體部分具有不同的熱膨脹率，并以不同的速率對剝離過程起反應。高劑量離子植入的抗蝕劑可造成抗蝕劑的嚴重硬化或結殼，導致外層和主體部分之間在例如熱膨脹率、溶解度和其它化學和物理特性方面比較大的差異。一種類型的晶體管被稱為場效應晶體管(FET)。FET也被稱為金屬氧化物半導體FET (MOSFET)，但是MOSFET是對具有硅柵而不是金屬柵的FET的誤稱。FET晶體管包含源區、漏區、在源區和漏區之間的溝道區、在溝道區之上的柵絕緣體、和在柵絕緣體之上的柵電極。在來自非常早期技術的早期FET中，柵電極典型地包含金屬。在后來的技術中，柵電極典型地包含半導體硅(例如以多晶硅的形式)。使用硅是因為硅與被用作柵絕緣體的二氧化硅相容，以及因為硅可以耐受用于制作FET和包含FET的集成電路的高溫。然而，一些非常近期的技術再次使用金屬柵電極。金屬具有電阻小于多晶硅的優點，從而降低了信號傳播時間。此外，在晶體管尺寸小于先前技術的尺寸的非常近期的技術中，必須使柵電介質層非常薄(例如I納米)。非常薄的柵電介質層在多晶硅柵電極中可以造成被稱為多晶硅耗盡(poly depletion)的問題,在這種情況下，當晶體管的溝道區反向時,在挨著柵電介質的柵多晶硅電極中形成耗盡層。為了避免多晶硅耗盡，需要金屬柵。可以使用多種金屬柵材料，通常是與被稱為高k電介質的介電常數比較高的柵絕緣體材料聯用。金屬柵材料的實例包括鉭、鎢、氮化鉭、和氮化鈦(TiN)。
技術實現思路
本專利技術的原理提供了例如用于去除掩蔽材料的方法和通過去除掩蔽材料形成的器件。根據本專利技術的一方面，用于去除掩蔽材料的方法包括將掩蔽材料與包含鈰的溶液接觸。根據本專利技術的另一方面，通過將掩蔽材料與包含鈰的溶液接觸而去除掩蔽材料，來形成電子器件。根據本專利技術的另一方面，用于從襯底去除光致抗蝕劑的方法包括將光致抗蝕劑與包含鈰的溶液接觸。在將光致抗蝕劑與溶液接觸之前，假定光致抗蝕劑已被離子植入了大于約5xl014離子/平方厘米、和/或在離子影響光致抗蝕劑之前離子的平均能量大于約5000電子伏特(5KeV)。襯底包含氮化鈦。根據本專利技術的又一方面，通過將光致抗蝕劑從襯底去除來形成電子器件。光致抗蝕劑通過將所述光致抗蝕劑與包含鈰的溶液接觸來去除。在將光致抗蝕劑與溶液接觸之前，光致抗蝕劑已被離子植入了大于約5xl014離子/平方厘米、和/或在離子影響光致抗蝕劑之前離子的平均能量大于約5KeV。優選地，電子器件包含氮化鈦。根據本專利技術的另一方面，形成電子器件的方法包括形成包含氮化鈦的襯底，將光致抗蝕劑離子植入大于約5X1014離子/平方厘米、和/或在離子影響光致抗蝕劑之前離子的平均能量大于約5KeV，和將光致抗蝕劑與包含鈰的溶液接觸。在本專利技術的一個或多個實施方式中，掩蔽材料包含抗蝕劑或光致抗蝕劑，用于去除抗蝕劑或光致抗蝕劑的溶液包含硝酸鋪銨。根據本專利技術的一方面，用于去除掩蔽材料的方法包括將掩蔽材料與包含鈰和至少一種其它氧化劑的溶液接觸。根據本專利技術的另一方面，通過將掩蔽材料與包含鈰和至少一種其它氧化劑的溶液接觸去除掩蔽材料來形成電子器件。根據本專利技術另外的一方面，用于從襯底去除光致抗蝕劑的方法包括將光致抗蝕劑與包含鈰和至少一種其它氧化劑的溶液接觸。在將光致抗蝕劑與溶液接觸之前，假定光致抗蝕劑已被離子植入了大于約5xl014離子/平方厘米、和/或在離子影響光致抗蝕劑之前離子的平均能量大于約5000電子伏特(5KeV)。優選地，襯底包含氮化鈦。根據本專利技術的又一方面，通過將光致抗蝕劑從襯底去除來形成電子器件。通過將光致抗蝕劑與包含鈰和至少一種其它氧化劑的溶液接觸來去除光致抗蝕劑。在將光致抗蝕劑與溶液接觸之前，光致抗蝕劑已被離子植入了大于約5xl014離子/平方厘米、和/或在離子影響光致抗蝕劑之前離子的平均能量大于約5KeV。優選地，電子器件包含氮化鈦。根據本專利技術的另一方面，形成電子器件的方法包括形成包含氮化鈦的襯底，將光致抗蝕劑離子植入大于約5xl014離子/平方厘米、和/或在離子影響光致抗蝕劑之前離子的平均能量大于約5KeV，和將光致抗蝕劑與包含鈰和至少一種其它氧化劑的溶液接觸。在本專利技術的一個或多個實施方式中，掩蔽材料包含抗蝕劑或光致抗蝕劑，用于去除抗蝕劑或光致抗蝕劑的溶液包含硝酸鈰銨和至少一種其它氧化劑。本專利技術的其它實施方式提供了例如基本上完全去除了已經歷離子植入并由此已在抗蝕劑上形成堅硬或難以溶解的殼的抗蝕劑。本專利技術另外的實施方式提供了例如剝離已接受高劑量離子植入的抗蝕劑的單濕法(wet-only method)(例如高劑量離子植入剝離或HDIS)，其中單濕法不需要使用任何與等離子體相關的步驟或任何與真空相關的步驟。根據以下對本專利技術示例性實施方式的詳細說明，本專利技術的這些和其它特征、主題和優點將變得顯而易見的，應結合附圖理解所述實施方式的描述。附圖說明圖1顯示了根據本專利技術示例性實施方式，從襯底去除掩蔽材料的方法。圖2顯示了根據本專利技術示例性實施方式，已用掩蔽材料去除方法處理的晶圓的X射線光電子能譜(XPS)分析結果。圖3是根據本專利技術示例性實施方式，已用掩蔽材料去除方法處理的絕緣體上硅(SOI)晶圓的橫截面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。圖4顯示了根據本專利技術示例性實施方式，已用掩蔽材料去除方法處理的絕緣體上硅晶圓的XPS分析結果。圖5顯示了根據本專利技術示例性實施方式，已用掩蔽材料去除方法處理的封裝的集成電路的橫截面視圖。圖6顯示了使用有錳或無錳的含鈰溶液清潔試驗晶圓的不同位置。圖7顯示了使用稀CAN溶液清潔試驗晶圓的不同位置。圖8顯示了使用NH3與TFA的比率為1.002:1的溶液去除掩蔽材料的程度。圖9顯示了使用NH3與TFA的比率為3.826:1的溶液去除掩蔽材料的程度。具體實施例方式本專利技術的原理將在說明用于去除抗蝕劑的方法的情形下在本文中描述。然而，應了解，本專利技術的原理不限于本文示例性顯示和描述的具體方法和器件。相反，本專利技術原理的目的廣泛地涉及用于去除掩蔽材料的技術。出于這個原因，可以對所顯示的實施方式作出許多在本專利技術范圍內的修改。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于去除掩蔽材料的方法，所述方法包括將所述掩蔽材料與包含鈰化合物、水、和任選的至少一種其它氧化劑的溶液接觸。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2009.12.11 US 12/636,015;2010.06.18 US 61/356,2421.用于去除掩蔽材料的方法，所述方法包括將所述掩蔽材料與包含鈰化合物、水、和任選的至少一種其它氧化劑的溶液接觸。2.權利要求1的方法，其中在鹽或配位絡合物中包含鈰。3.權利要求2的方法，其中所述鹽是硝酸鈰銨Ce(NH4)2(NO3)6(CAN)04.權利要求2的方法，其中所述鹽是以下的至少一種:硝酸鈰、硫酸鈰銨、硫酸鈰、硫酸氫鈰、高氯酸鈰、甲磺酸鈰、三氟甲磺酸鈰、氯化鈰、氫氧化鈰、羧酸鈰、β - 二酮鈰、三氟乙酸鈰、和乙酸鈰。5.上述權利要求任一項的方法，其中所述溶液還包含至少一種穩定劑。6.權利要求5的方法，其中所述至少一種穩定劑包括選自氯化銨、氫氧化銨、硝酸銨、硫酸銨、硫酸氫銨、羧酸銨、β-二酮銨、乙酸銨、高氯酸銨、三氟乙酸銨、甲磺酸銨、和三氟甲磺酸銨的銨鹽。7.權利要求5的方法,其中至少一種穩定劑包括三氟乙酸銨。8.權利要求7的方法，其中通過將氨與三氟乙酸組合生成三氟乙酸銨。9.權利要求8的方法，其中氨與三氟乙酸的摩爾比在約0.8:1至約5:1的范圍內。10.上述權利要求任一項的方法，其中溶液包含CAN和氨。11.權利要求10的方法，其中氨與CAN的摩爾比在約1:1至約2:1的范圍內。12.權利要5的方法，其中至少一種穩定劑包括選自高氯酸、冰醋酸、硝酸、硫酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、高碘酸、三氟乙酸、鹽酸、和聚苯乙烯磺酸的至少一種酸。13.上述權利要求任一項的方法，其中所述溶液包含基于溶液總重量約0.01至約70重量％的CAN。14.上述權利要求任一項的方法，其中所述溶液包含基于溶液總重量約20至約30重量％的CAN。15.上述權利要求任一項的方法，其中所述溶液包含基于溶液總重量約I至8重量％的CAN。16.上述權利要求任一項的方法，其包括選自錳、釕、鋨、銥、及其組合的至少一種其它氧化劑。17.上述權利要求任一項的方法，其包括選自Ru04、OsO4,KMnO4, NH4MnO4, RuC13、0sCl3、Ru (NO3) 3、Os (NO3) 3、Mn (NO3) 2.xH20、MnCO3> MnSO4.xH20、Mn (C2H3O2) 2.xH20、MnCl2' Mnfc2、及其組合的至少一種其它氧化劑。18.上述權利要求任一項的方法，其包括至少一種其它氧化劑，所述至少一種其它氧化劑包括 Mn (NO3)2.XH2O。19.上述權利要求任一項的方法，其中當溶液接觸掩蔽材料時，溶液的溫度在約35和約90攝氏度之間。20.上述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿里·阿法扎里阿達卡尼，托馬斯·H·鮑姆，卡爾·E·博格斯，埃馬紐爾·I·庫珀，道格拉斯·塞沃，馬修·科恩，馬默德·科加斯泰，羅納德·W·努內斯，喬治·加布里爾·托蒂爾，
申請(專利權)人：高級技術材料公司， 國際商業機器公司，
類型：發明
國別省市：美國;US