包含氟化物的水基除渣剂制造技术

在此公开了用于选择性除去残渣的组合物和包含该组合物的方法，残渣例如是灰化的光致抗蚀剂和／或工艺残渣。在一方面中，提供了用于除去残渣的组合物，其中组合物的ｐＨ值为约２～约９，该组合物包括：包括有机酸和该有机酸的共轭碱的缓冲溶液，其中酸与碱的摩尔比为１０∶１～１∶１０；氟化物；和水，条件是组合物基本不含额外的有机溶剂。在另一方面，组合物可以更进一步包括缓蚀剂和／或表面活性剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于除去残渣的组合物。
技术介绍
在微电子结构制造中涉及许多步骤。在制造集成电路的加工方案中，有时需要对半导体的不同表面进行有选择的蚀刻。过去，许多类极其不同的选择性除去材料的蚀刻方法，都已经在不同程度上被成功的运用。此外，在集成电路制造方法中，微电子结构内不同层的选择性蚀刻被认为是重要的步骤。在半导体和半导体微电路制造中，经常需要给基质材料涂层聚合有机物质。一些基质材料的实施例包括铝、钛、铜和二氧化硅涂层的硅片，任选具有铝、钛或者铜等金属元素。一般的，聚合有机物质是光致抗蚀剂材料。这是一种在曝光后通过显像形成蚀刻掩模的材料。在后续加工步骤中，至少要将一部分光致抗蚀剂从基质表面除去。一种从基质上除去光致抗蚀剂的通用方法是湿式化学方法。配制的从基质上除去光致抗蚀剂的湿式化学组合物应当能够除去光致抗蚀剂，而不对任何金属线路表面产生蚀刻、溶解和/或钝化；不化学改变无机基质；和/或不侵蚀基质自身。除去光致抗蚀剂的另一方法是通过干灰方法，其中使用氧或者合成气体通过等离子灰化将光致抗蚀剂除去，所述合成气体例如氢气。残渣或者副产品可能是光致抗蚀剂自身，或者是光致抗蚀剂、衬底基质和/或蚀刻气体的组合。常常将这些残渣或者副产品称为侧壁聚合物、盖膜或者隔栅。在许多情况下，等离子灰化法都剩下残渣或者副产品。愈加地，在通孔、金属线和槽成形期间，反应离子蚀刻(RIE)是选择用于图案传递的方法。例如，复杂的半导体装置例如高级DRAMS和微处理器，这些半导体装置需要多层背面线路端互连布线，应用RIE产生通孔、金属线和槽结构。使用穿过层间绝缘材料的通孔，以提供一个硅、硅化物或者金属布线平面与下一布线平面之间的接触。金属线是用作装置互连的传导结构。槽结构用于金属线路结构的形成中。通孔、金属线路和槽结构一般使金属和合金外露，金属和合金例如是Al、铝铜合金、铜、钛、TiN、钽、TaN、钨、TiW、硅或者硅化物例如钨、钛或者钴的硅化物。RIE方法一般剩下残渣或者多元混合物，残渣或者多元混合物可以包括再溅射的氧化物材料、来自光致抗蚀剂的有机材料和/或防反射涂层材料，所述防反射涂层材料用于平版限定通孔、金属线和/或槽结构。因此，希望提供能够除去残渣的选择性清洗组合物和方法，残渣例如残余光致抗蚀剂和/或工艺残渣，工艺残渣例如是由使用等离子和/或RIE的选择性蚀刻所产生的残渣。此外，希望提供能够除去残渣的选择性清洗组合物和方法，残渣例如光致抗蚀剂和蚀刻残渣，与金属、高介电常数材料(在此称为“高k”)、硅、硅化物和/或包括低介电常数材料(在此称为“低k”)的平面间介电材料相比，所述组合物和方法对残渣表现出高选择性，所述层间介电材料例如是也可能暴露于清洗组合物的沉积氧化物。希望提供与这种敏感低k膜相容并且能够与这种敏感低k膜一起使用的组合物，所述敏感低k膜如HSQ、MSQ、FOx、黑金刚石和TEOS(四乙基硅酸盐)。
技术实现思路
在此公开的组合物能够从基质上选择性地除去残渣例如工艺残渣，而不会侵蚀也可能暴露于组合物的任何不期望的广延金属(extent-metal)、低k电介质和/或高k电介质材料。一方面，本专利技术提供了除去残渣的组合物，其中组合物的pH值为约2～约9，组合物包括缓冲溶液，其包括有机酸和该有机酸的共轭碱，其中酸与碱的摩尔比为10∶1～1∶10；氟化物；和水，条件是组合物基本不含额外的有机溶剂。在另一方面，组合物可以更进一步包括缓蚀剂和/或表面活性剂。在此还公开了一种从图案化的基质上除去残渣的方法，残渣包括灰化的光致抗蚀剂和/或工艺残渣，该方法包括使制品与上述公开的组合物接触。专利技术详述在此公开了用于选择性除去残渣的组合物和包含该组合物的方法，残渣例如是灰化的光致抗蚀剂和/或工艺残渣。在涉及制品例如可用于微电子设备的基质的清洗方法中，要除去的典型杂质可以包括，例如有机化合物，比如经曝光和灰化的光致抗蚀剂材料、灰化的光致抗蚀剂残渣、紫外或X射线硬化的光致抗蚀剂、含C-F-聚合物、低分子量聚合物和高分子量聚合物以及其它有机蚀刻残渣；无机化合物，比如金属氧化物、来自化学机械平面化(CMP)浆液的陶瓷颗粒以及其它无机蚀刻残渣；含金属的化合物，比如有机金属残渣和金属有机化合物；离子化的和中性的、轻和重无机(金属)种类，水分和不溶性的物质，包括通过例如平面化和蚀刻工艺产生的颗粒。在一个具体的实施方案中，要除去的残渣是工艺残渣，比如通过反应离子蚀刻产生的工艺残渣。此外，灰化的光致抗蚀剂和/或工艺残渣一般存在于制品中，其中该制品还包括金属、硅、硅酸盐和/或平面间介电材料，平面间介电材料比如沉积的硅氧化物和衍生的硅氧化物，比如HSQ、MSQ、FOX、TEOS和旋涂玻璃，和/或高k材料比如硅酸铪、氧化铪、钡锶钛(BST)、Ta2O5和TiO2，其中光致抗蚀剂和/或残渣和金属、硅、硅化物、平面间电解质材料和/或高k材料都将与清洗组合物接触。此外，在此公开的组合物对于某些电介质材料比如氧化硅可以表现出最低的蚀刻速率。在此公开的组合物和方法对残渣提供选择性除去，不会对金属、硅、二氧化硅、平面间电解质材料和/或高k材料产生显著侵蚀。在一个实施方案中，在此公开的组合物可以适用于含有敏感的低k薄膜的结构。在某些实施方案中，基质可以含有金属，比如但不限于铜、铜合金、钛、氮化钛、钽、氮化钽、钨和钛/钨。在此公开的组合物包括缓冲溶液、氟化物和水。在某些实施方案中，组合物基本上不含，或者含有按重量计2％或者更少，或者按重量计1％或者更少的额外有机溶剂。在某些实施方案中，将组合物调节至pH值为约2～约9，以及组合物任选包括缓蚀剂和其它通常用于除灰化光致抗蚀剂和/或工艺残渣组合物中的添加剂。在一个具体的实施方案中，组合物由以下部分组成获得pH值为2～9的组合物所必需量的缓冲溶液；按重量计80％或更多的水；按重量计0.001％～10％的氟化物；和按重量计最高达15％的任选缓蚀剂。如先前述及，在此所述的组合物包括缓冲溶液。在此使用的术语“缓冲溶液”是一种防止pH值由于少量酸或者碱被加入到组合物中而发生改变的溶液。当将缓冲溶液加入到在此公开的组合物中时，缓冲溶液提供了pH值被调节至最小化侵蚀敏感金属的缓冲组合物，敏感金属例如钨、铜、钛等。缓冲溶液按得到组合物所期望的pH值范围所必需的量被加入。向在此公开的组合物中加入缓冲溶液，可防止由于用水稀释或者由碱或酸污染所产生的pH值波动。为了在组合物内提供这种缓冲效应，在缓冲溶液中酸与其共轭碱的摩尔比为10∶1～1∶10，或者基本上为1∶1(即等摩尔浓度)。按照需要对缓冲溶液的摩尔比进行调节，以得到期望的组合物pH值范围。一般将缓冲剂看作弱酸，并且对酸或者碱的最宽缓冲范围为弱酸基团pKa两边各约一个pH值单位。缓冲剂的pH值设定可以通过以下方式实现使酸与碱摩尔比为10∶1～1∶10，或者对于期望的pH值范围而言具有适宜的pKa的酸(或者在某些实施方案中为质子化的碱)，酸和共轭碱的摩尔比基本上为1∶1。缓冲溶液含有有机酸和它的共轭碱。示范性的有机酸包括乙酸、磷酸和苯甲酸。在某些实施方案中，缓冲溶液中的有机酸也可以存在于组合物中作为缓蚀剂和/或螯合剂。示范性的共轭碱包括铵盐和胺盐。共轭碱更进一步的实施例包括羟胺、有机胺比如伯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于除去残渣的组合物，其中所述组合物的ｐＨ值为约２～约９，该组合物包括：缓冲溶液，其包括有机酸和有机酸的共轭碱，所述酸与碱的摩尔比为１０∶１～１∶１０；氟化物，和水，条件是组合物基本不含额外的有机溶剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RJ罗维托，吴爱萍，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]