非氧化性强酸用于清除离子注入抗蚀剂的用途制造技术

本发明专利技术开发了从微电子器件除去本体和/或离子注入抗蚀剂材料的方法和组合物。所述组合物有效除去所述离子注入抗蚀剂材料，同时不损伤含硅或含锗材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交互参考本申请要求以下专利申请的优先权：以Steven Bilodeau等的名义在2013年12月20日提交的美国临时专利申请No.61/919,177，题为“非氧化性强酸用于清除离子注入抗蚀剂的用途(Use of Non-Oxidizing Strong Acids for the Removal of Ion-Implanted Resist)”；以Steven Bilodeau等的名义在2014年9月5日提交的美国临时专利申请No.62/046,495，题为“非氧化性强酸用于清除离子注入抗蚀剂的用途(Use of Non-Oxidizing Strong Acids for the Removal of Ion-Implanted Resist)”；和以Steven Bilodeau等的名义在2014年9月4日提交的美国临时专利申请No.62/045,946，题为“利用与锗相容的组合物剥离离子注入抗蚀剂(Stripping of Ion-Implanted Resist Using Compositions that are Compatible with Germanium)”，它们每个都以其全文通过引用结合到本文中。
本专利技术总体上涉及从包含抗蚀剂、特别是离子注入抗蚀剂的微电子器件除去所述抗蚀剂的组合物和方法。所公开的组合物和方法相对于含锗材料选择性地除去所述抗蚀剂。
技术介绍
抗蚀剂，包括光致抗蚀剂，是在半导体器件制造期间用于在衬底(例如半导体晶片)上形成图案化层的辐射敏感(例如光辐射敏感)材料。在一部分抗蚀剂涂层衬底对辐射曝光后，所述抗蚀剂的曝光部分(对正性抗蚀剂而言)、或所述抗蚀剂的未曝光部分(对负性抗蚀剂而言)被除去而露出所述衬底的下伏表面，留下所述衬底的其余表面被抗蚀剂涂层和保护。抗蚀剂更通常可以称为掩蔽材料。在所述衬底的未覆盖表
面和所述剩余抗蚀剂上可以进行其他制造过程，例如离子注入、蚀刻或沉积。进行所述其他制造过程后，在剥离操作中除去所述剩余抗蚀剂。在离子注入中，掺杂离子(例如，硼、二氟化硼、砷、铟、镓、磷、锗、锑、氙或铋的离子)朝着准备注入的衬底加速。所述离子注入所述衬底的曝光区以及所述剩余抗蚀剂中。离子注入可以用于，例如，在所述衬底中形成注入区，例如晶体管的沟道区和源漏极区。离子注入还可以用于形成轻度掺杂的漏极区和双扩散漏极区。然而，在所述抗蚀剂中注入的高剂量离子可以从所述抗蚀剂的表面消耗氢，导致所述抗蚀剂形成外层或外壳，所述外层或外壳可以是比下伏的抗蚀剂层部分(即，所述抗蚀剂层的本体部分)硬的碳化层。所述外层和所述本体部分具有不同的热膨胀速率并以不同的速率对剥离过程作出反应。抗蚀剂剥离的一个重要方面涉及可由抗蚀剂剥离产生的对衬底的损伤、或不利地除去所述衬底的一部分。这种损伤是不利的，因为它可以导致在所述衬底内或上形成的结构和器件(例如，在半导体晶片内或上形成的晶体管或其他电子器件)不能发挥功能或功能差。所述损伤可以包括溶出(蚀刻)、转变成不同的固相例如氧化物、或二者的组合。例如，除去注入抗蚀剂的典型的方法是在气相(氧化性等离子体)或在液相(例如硫酸+过氧化物或“SPM”)中利用强氧化性介质。这些方法对含锗衬底不好用，因为与硅相比，含锗衬底在动力学上对氧化更敏感，部分因为氧化锗更可溶并且是差的表面保护者(与SiO2不同)。因此，需要新的组合物和方法，其有效并且有效率地除去离子注入抗蚀剂、不利用强氧化剂、快得足以用于单晶片制程设备(single wafer tools)、引起的锗损失最少、和留下至少在整个典型的微芯片生产排队时间中对氧化稳定的光滑锗表面。另外，对其他衬底例如硅、氧化硅和氮化硅的高选择性是理想的。附图说明图1示出了在利用制剂A-J清除抗蚀剂之后的RMS粗糙度。图2示出了利用DMSO在20℃清除抗蚀剂10分钟之后的试件。图2A显示了清除之后的横截面分析和图2B显示了清除之后的AFM扫描。图3示出了利用制剂H在20℃清除抗蚀剂10分钟之后的试件。图3A显示了清除之后的横截面分析和图3B显示了清除之后的AFM扫描。图4示出了利用制剂H在60℃清除抗蚀剂10分钟之后的试件。图4A显示了清除之后的横截面分析和图4B显示了清除之后的AFM扫描。图5示出了SiO2、SiNx和Ge在25℃和60℃下在制剂H中浸泡之后它们的蚀刻速率。图6包括在室温下在制剂N中浸泡10分钟之后，在位点1(图6A)和位点2(图6B)处的AFM显微照片。图7包括在室温下在制剂U中浸泡10分钟之后，在位点1(图7A)和位点2(图7B)处的AFM显微照片。图8包括在室温下在制剂AA中浸泡2分钟之后，在位点1和位点2处的AFM显微照片以及平均分布图(average profile)。图9包括在室温下在制剂AA中浸泡10分钟之后，在位点1和位点2处的AFM显微照片以及平均分布图。图10包括在室温下在制剂BB中浸泡2.5分钟之后，在位点1和位点2处的AFM显微照片以及平均分布图。图11包括在室温下在制剂CC中浸泡2.5分钟之后，在位点1和位点2处的AFM显微照片以及平均分布图。图12包括在室温下在制剂DD中浸泡2.5分钟之后，在位点1和位点2处的AFM显微照片以及平均分布图。图13包括在室温下在制剂EE中浸泡1分钟、接着水冲洗30秒、吹干、和用所述组合物在室温下第二次浸泡1分钟之后，在位点1和位点2处的AFM显微照片以及平均分布图。
技术实现思路
本专利技术总体上涉及从包含抗蚀剂、特别是离子注入抗蚀剂的微电子器件清除所述抗蚀剂的组合物和方法。所公开的组合物和方法有效除去所述抗蚀剂，同时基本上不损伤在所述装置表面上存在的其他材料，例如含硅材料和含锗材料。在一个方面，描述了从其上具有抗蚀剂的微电子器件表面除去所述抗蚀剂的方法，所述方法包括在从所述微电子器件表面基本上除去所述抗蚀剂所必需的条件下将组合物与所述微电子器件表面接触，其中所述组合物包含至少一种非氧化性酸和至少一种氟化物和/或溴化物，条件是所述组合物基本上没有氧化剂。在另一个方面，描述了从其上具有抗蚀剂的微电子器件表面除去所述抗蚀剂的方法，所述方法包括在从所述微电子器件表面基本上除去所述抗蚀剂所必需的条件下将组合物与所述微电子器件表面接触，其中所述组合物包含含硫的酸、HCl和任选的至少一种氟化物和/或溴化物，其中HCl利用作为溶解气体添加的HCl(氯化氢)或产HCl的化合物产生。在又一个方面，描述了从包含抗蚀剂、特别是离子注入抗蚀剂的微电子器件剥离所述抗蚀剂的组合物，所述组合物包含至少一种非氧化性酸、氟化物和/或溴化物中的至少一种、和降低所述组合物熔点的至少一种化合物，条件是所述组合物基本上没有氧化剂。在再一个方面，描述了从包含抗蚀剂、特别是离子注入抗蚀剂的微电子器件剥离所述抗蚀剂的组合物，所述组合物包含至少一种非氧化性酸、氟化物和/或溴化物中的至少一种、和降低所述组合物熔点的至少一种化合物，条件是所述组合物基本上没有氧化剂。本专利技术的其它方面、特征和优点将从接下来的公开内容和所附的权利要求书中更充分地显而易见。具体实施方式本专利技术总体上涉及从包含抗蚀剂、特别是离子注入抗蚀剂的微电子器件清除所述抗蚀剂的组合物和方法。所公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
从在其上具有抗蚀剂的微电子器件表面除去所述抗蚀剂的方法，所述方法包括在从所述微电子器件表面基本上除去所述抗蚀剂所必需的条件下将组合物与所述微电子器件表面接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 US 61/919,177;2014.09.04 US 62/045,946;1.从在其上具有抗蚀剂的微电子器件表面除去所述抗蚀剂的方法，所述方法包括在从所述微电子器件表面基本上除去所述抗蚀剂所必需的条件下将组合物与所述微电子器件表面接触。2.权利要求1的方法，其中所述抗蚀剂包括本体抗蚀剂、离子注入抗蚀剂、或本体和离子注入抗蚀剂二者。3.权利要求1或2的方法，其中条件包括在从约20℃至约200℃、优选约20℃至约80℃范围内的温度下，时间在约10秒至约60分钟范围内，优选1分钟至20分钟。4.前述权利要求任一项的方法，其还包括用选自水、二甲基亚砜(DMSO)、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺、环丁砜和其他砜、甲醇、表面活性剂和γ-丁内酯的至少一种溶剂冲洗所述表面。5.权利要求4的方法，其中所述表面用DMSO或异丙醇冲洗，或依次用DMSO和异丙醇冲洗。6.权利要求4的方法，其中冲洗溶剂包含表面活性剂。7.权利要求4-6任一项的方法，其中所述表面用氮气干燥。8.前述权利要求任一项的方法，其中所述组合物包含至少一种非氧化性酸和至少一种氟化物和/或溴化物，条件是所述组合物基本上没有氧化剂。9.权利要求8的方法，其中所述至少一种非氧化性酸包括选自下列的物质：甲磺酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、吡啶甲酸、琥珀酸、乙酸、乳
\t酸、磺基琥珀酸、苯甲酸、丙酸、甲酸、丙酮酸、草酸、马来酸、丙二酸、富马酸、苹果酸、抗坏血酸、扁桃酸、庚酸、丁酸、戊酸、戊二酸、邻苯二甲酸、次磷酸、水杨酸、5-磺基水杨酸、乙磺酸、丁磺酸、对甲苯磺酸、二氯乙酸、二氟乙酸、一氯乙酸、一氟乙酸、盐酸、三氯乙酸、三氟乙酸、氢溴酸(62重量％)、硫酸、及其组合，优选甲磺酸(99％)、盐酸(浓)、三氟乙酸、氢溴酸(62％)、硫酸(95-98％)、或其组合。10.权利要求8或9的方法，其包括至少一种氟化物，其中所述至少一种氟化物包括选自下列的物质：氢氟酸、四氟硼酸、六氟钛酸、六氟硅酸、六氟锆酸、四氟硼酸、四丁基三氟甲磺酸铵、四烷基四氟硼酸铵(NR1R2R3R4BF4)、四烷基六氟磷酸铵(NR1R2R3R4PF6)、四烷基氟化铵(NR1R2R3R4F)、氟化氢铵、氟化铵及其组合，其中R1、R2、R3、R4彼此相同或不同并选自氢、直链或支链C1-C6烷基基团、C1-C6烷氧基基团、取代或未取代的芳基基团及其组合，优选氢氟酸。11.权利要求8-10任一项的方法，其包括至少一种溴化物，其中所述至少一种溴化物包括氢溴酸。12.权利要求8-11任一项的方法，其中所述组合物还包含至少一种耐酸表面活性剂。13.权利要求8-12任一项的方法，其中所述组合物还包含降低所述组合物熔点的至少一种化合物，其中所述至少一种化合物包含至少一种二烷基砜、硫酸或环丁砜。14.权利要求13的方法，其中所述至少一种二烷基砜包括选自下列的物质：二甲基砜、乙基甲基砜、二丙基砜、乙基丙基砜、二乙基砜、二丁基砜及其组合。15.权利要求8-14任一项的方法，其中所述组合物基本上没有水、
\t有机溶剂、化学机械抛光性磨料、强碱和胺。16.权利要求1-6任一项的方法，其中所述组合物包含含硫的酸、HCl和任选的至少一种氟化物和/或溴化物，其中HCl利用作为溶解气体添加的HCl(氯化氢)或产HCl的化合物产生。17.权利要求16的方法，其中所述含硫的...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·比洛德奥，埃马纽尔·I·库珀，李在锡，金元来，杰弗里·A·巴尼斯，
申请(专利权)人：安格斯公司，高级技术材料韩国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US