用于移除边缘保护层及残余金属硬掩模组分的冲洗剂及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种用于从晶圆/基板的边缘及至少一个近表面移除边缘保护层及残余硬掩模组分(例如，金属)的冲洗剂及其使用方法，其中该冲洗剂包括(i)乙酸及/或结构(A)的卤化乙酸：其中R1及R2独立地为氢或卤素且R3为卤素，及(ii)具有结构(B)的化合物：其中R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于移除边缘保护层及残余金属硬掩模组分的冲洗剂及其使用方法
[0001]背景
[0002]领域
[0003]所公开的主题涉及一种用于在光刻图案化工艺中移除边缘保护层的冲洗剂及其用途。新颖冲洗剂经配制以从晶圆/基板表面移除边缘保护层及残余硬掩模组分(例如，金属)两者。
[0004]相关技术
[0005]多个抗反射层及硬掩模用于高级光刻图案化工艺。举例而言，在光刻胶未提供足够的抗干式蚀刻性的情况下，充当硬掩模且在基板蚀刻期间具有高抗蚀刻性的光刻胶的底层及/或抗反射涂层为优选的。一种方法为将硅、钛、锆、铝或其他金属材料并入至有机光刻胶层下方的层中。另外，可将另一高碳含量抗反射或掩蔽层置放于含金属抗反射层的下方以形成高碳膜/硬掩模膜/光刻胶的三层。这样的层可用于改良成像工艺的光刻性能。然而，光刻及蚀刻工具中的金属污染以及制造期间晶圆之间的交叉污染可以是应避免的问题。
[0006]用于减少集成电路组件的制造期间的金属污染的一种工艺及设备描述于美国专利第8,791,030号(“Iwao”)中，其在此以全文并入本文中。根据Iwao，将掩蔽剂供应至晶圆/基板的边缘且烘烤，以在晶圆/基板的边缘形成掩蔽膜(又称为边缘保护层(“EPL”)或边缘掩蔽层)。随后将硬掩模组合物涂布在晶圆/基板及EPL上。使用边缘珠粒移除剂(“EBR”)移除覆盖边缘保护层的硬掩模组合物的部分且烘烤硬掩模组合物以形成硬掩模。随后用EPL移除溶液来移除EPL。结果为硬掩模与晶圆/基板的边缘间隔开，由此减少污染。
[0007]形成EPL的掩蔽剂描述于标题为“光刻组合物及其使用方法”的专利申请PCT/EP2018/056322(作为WO/2018/167112公开)中，该申请以全文引用的方式并入本文中。其中所公开的组合物在电子装置的制造期间防止基板/晶圆边缘处出现金属污染。如PCT/EP2018/056322中所解释，期望经涂覆的EPL能够在实现及/或维持商业上可接受的工艺时间的速率下被容易地移除而不会对硬掩模具有负面或损害效应(诸如可通过湿式蚀刻而发生)。
[0008]PCT/EP2018/056322进一步阐述了如本文图2a
‑
f中所说明的用于制造电子装置的方法中用于涂覆掩蔽剂以形成EPL的通用工艺。在该工艺中，将金属硬掩模组合物或金属氧化物光刻胶组合物(统称为“硬掩模”或“硬掩模组合物”)涂覆于基板及EPL上(参见图2c)。随后用EBR及/或背面冲洗剂(“BR”)材料冲洗EPL及硬掩模组合物以移除与EPL接触的硬掩模组合物的至少一部分(参见图2d)。尽管如此，即使在用EBR或BR冲洗之后，与EPL接触的硬掩模组合物的一个或多个部分仍可能存留。举例而言，硬掩模组合物可部分穿透EPL或底切EPL边缘。因而，在EBR冲洗期间可能不会移除一定量的硬掩模及/或该硬掩模与EPL接触的组分。迄今为止，尚未鉴别出提供用于EPL及硬掩模的剩余残余组分(例如，金属)两者的同时移除的组合物或工艺/方法。取而代之的，移除EPL的步骤必须后接后续处理步骤(例如，用额外EBR冲洗)，在该步骤中硬掩模的任何剩余残余组分从晶圆/基板的边缘及近表面移除。此额外步骤成本高且费时，且因此在利用EPL时，与实现及/或维持商业上可接受的工艺
时间不一致。
[0009]因此，持续需要能够以比已知EPL冲洗剂更快的速率移除EPL及硬掩模的任何剩余残余组分同时避免对硬掩模产生负面或损害效应的材料。如下文所论述，所公开的主题解决本领域中已知的关于移除EPL及硬掩模的任何剩余残余组分的缺点。所公开的主题提供用于从晶圆/基板的边缘及近表面快速且高效地移除经涂覆的EPL以及剩余硬掩模组分及残余物的组合物以及制造方法及工艺。
[0010]概述
[0011]在一个方面中，所公开的主题涉及一种用于在光刻工艺中从晶圆/基板表面的边缘移除EPL及残余硬掩模组分(例如，诸如锡或钛的金属)的冲洗剂，其中该冲洗剂包括(i)介于约15重量％与约35重量％之间的乙酸及(ii)介于约85重量％与约65重量％之间的具有结构B的化合物：
[0012][0013]其中R
a
、R
b
、R
c
、R
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、R
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、R
f
、R
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及R
h
中的每一者可独立地为氢、经取代或未经取代的烷基(其优选为C1‑6烷基)、经取代或未经取代的卤化烷基(其优选为卤化C1‑6烷基)、经取代或未经取代的烷基羰基(其优选为C1‑6烷基羰基)、卤素及羟基。在另一方面中，具有结构B的化合物为苯甲醚(即其中结构B中的R
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、R
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及R
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中的每一者为氢)。
[0014]在另一方面中，所公开的主题涉及一种用于在光刻工艺中从晶圆/基板表面的边缘移除EPL及残余硬掩模组分(例如，诸如锡或钛的金属)的冲洗剂，其中该冲洗剂包括：
[0015](i)介于约1重量％与约10重量％之间的结构A的卤化乙酸：
[0016][0017]其中R1及R2独立地为氢或卤素且R3为卤素；及
[0018](ii)介于约99重量％与约90重量％之间的具有结构B的化合物：
[0019][0020]其中R
a
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及R
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中的每一者独立地为氢、经取代或未经取代的烷基(其优选为C1‑6烷基)、经取代或未经取代的卤化烷基(其优选为卤化C1‑6烷基)、经取代或未经取代的烷基羰基(其优选为C1‑6烷基羰基)、卤素及羟基。在另一方面中，具有结构A的化合物为三氟乙酸(即其中结构A中的R1、R2及R3中的每一者为氟)或二氟乙酸(即其中R3及R1与R2中的一者为氟，且R1与R2中的另一者为氢)。在又一方面中，具有结构B的化合物为苯甲醚(即其中结构B中的R
a
、R
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、R
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及R
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中的每一者为氢)。
[0021]在另一方面中，该冲洗剂在光刻工艺中从晶圆/基板表面的边缘及近表面移除由PCT/EP2018/056322中所描述及/或要求保护的掩蔽剂形成的EPL及残余硬掩模组分(例如，诸如锡或钛的金属)方面尤其有效。在另一方面中，冲洗剂溶液对于移除由PCT/EP2018/056322中所描述及/或要求保护的掩蔽剂形成的EPL尤其有效。在又一方面中，该掩蔽剂为PCT/EP2018/056322中所描述及/或要求保护的掩蔽剂，其中该掩蔽剂包括具有下式中的一或多者的聚合物单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种冲洗剂，其包含(i)介于约15重量％与约35重量％之间的乙酸及(ii)介于约85重量％与约65重量％之间的具有结构B的化合物：其中R
a
、R
b
、R
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、R
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、R
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、R
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及R
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中的每一者可独立地为氢、经取代或未经取代的(C1‑6)烷基、经取代或未经取代的卤化(C1‑6)烷基、经取代或未经取代的(C1‑6)烷基羰基、卤素或羟基。2.根据权利要求1的冲洗剂，其中结构B中的R
a
、R
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、R
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、R
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、R
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、R
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及R
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中的每一者为氢。3.根据权利要求1至2中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约15重量％的乙酸。4.根据权利要求1至2中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约20重量％的乙酸。5.根据权利要求1至2中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约25重量％的乙酸。6.根据权利要求1至2中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约30重量％的乙酸。7.根据权利要求1至2中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约35重量％的乙酸。8.根据权利要求1至7中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂基本上由乙酸及具有结构B的化合物组成。9.根据权利要求1至7中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂由乙酸及具有结构B的化合物组成。10.根据权利要求1至9中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂适用于移除由掩蔽组合物形成的边缘保护层，该掩蔽组合物包含a.包含具有结构(I)的单元的聚合物：其中X选自由
‑
SO2‑
、
‑
C(＝O)
‑
及
‑
O
‑
组成的组；A是直接键或A选自由结构(II)组成的组：R1、R2、R3、R4及R5各自独立地选自由以下组成的组：H、卤基、(C1‑3)烷基、(C1‑3)氟化烷基、羟基、(C1‑3)烷氧基及(C1‑3)烷基羰基；及q、r、s及t各自独立地选自由以下组成的组：0、1、2、3及4；及
b.有机溶剂，其中该聚合物的平均分子量小于50000。11.根据权利要求10的冲洗剂，其中具有结构(I)的聚合物单元包括以下中的一者：a.b.c.及d.12.一种清洁晶圆或基板的方法，其包括：用冲洗剂洗涤该晶圆或基板，该冲洗剂包含介于约15重量％与约35重量％之间的乙酸及介于约85重量％与约65重量％之间的具有结构B的化合物：其中R
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、R
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、R
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、R
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、R
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、R
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、R
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及R
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中的每一者可独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的卤化烷基、经取代或未经取代的烷基羰基、卤素及羟基。13.根据权利要求12的方法，其中由掩蔽组合物形成边缘保护层，该掩蔽组合物包含a.包含具有结构(I)的单元的聚合物：其中X选自由
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SO2‑
、
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C(＝O)
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及
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O
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组成的组；A是直接键或A选自由结构(II)组成的组：
R1、R2、R3、R4及R5各自独立地选自由以下组成的组：H、卤基、(C1‑3)烷基、(C1‑3)氟化烷基、羟基、(C1‑3)烷氧基及(C1‑3)烷基羰基；及q、r、s及t各自独立地选自由以下组成的组：0、1、2、3及4；及b.有机溶剂，其中该聚合物的平均分子量小于50000。14.根据权利要求12至13中任一项的方法，其中结构B中的R
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、R
b
、R
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、R
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、R
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、R
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、R
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及R
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中的每一者为氢。15.根据权利要求13至14中任一项的方法，其中具有结构(I)的聚合物单元包括以下中的一者：a.b.c.及d.16.根据权利要求12至15中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约15重量％的乙酸。17.根据权利要求12至15中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约20重量％的乙酸。18.根据权利要求12至15中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约25重量％的乙酸。19.根据权利要求12至15中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约30重量％的乙酸。20.根据权利要求12至15中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约35重量％的乙酸。21.根据权利要求12至20中任一项的方法，其中该冲洗剂基本上由乙酸及具有结构B的化合物组成。22.根据权利要求12至20中任一项的方法，其中该冲洗剂由乙酸及具有结构B的化合物组成。23.根据权利要求12至22中任一项的方法，其进一步包括选自由以下组成的组的一个或多个步骤：(a)将掩蔽剂涂覆于该晶圆或基板的边缘及至少一个近表面上；(b)加热该经涂覆的掩蔽剂以在该晶圆或基板的边缘及至少一个近表面上形成该边缘
保护层；(c)将硬掩模组合物涂覆至该晶圆或基板及该边缘保护层；(d)移除与该边缘保护层接触的经涂覆的硬掩模组合物的至少一部分，其中该移除包括用至少一种边缘珠粒移除剂材料冲洗该硬掩模组合物；(e)加热该经涂覆的硬掩模组合物以形成硬掩模；及(f)进行至少一次涂覆后烘烤。24.一种涂覆且将边缘保护层及残余硬掩模组分从晶圆或基板移除的方法，其包括：(a)将掩蔽剂涂覆于该晶圆或基板的边缘及至少一个近表面上；(b)加热该掩蔽剂以在该晶圆或基板的边缘及至少一个近表面上形成该边缘保护层；(c)将硬掩模组合物涂覆至该晶圆或基板及该边缘保护层；(d)移除与该边缘保护层接触的硬掩模组合物的至少一部分，其中该移除包括用至少一种边缘珠粒移除剂材料冲洗该硬掩模组合物；(e)加热该硬掩模组合物以形成硬掩模；及(f)用冲洗剂洗涤该晶圆或基板，该冲洗剂包含介于约15重量％与约35重量％之间的乙酸及介于约85重量％与约65重量％之间的苯甲醚。25.根据权利要求24的方法，其进一步包括进行至少一次涂覆后烘烤步骤。26.根据权利要求24至25中任一项的方法，其中该边缘保护层由掩蔽组合物形成，该掩蔽组合物包含a.包含具有结构(I)的单元的聚合物：其中X选自由
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SO2‑
、
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C(＝O)
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及
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O
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组成的组；A是直接键或A选自由结构(II)组成的组：R1、R2、R3、R4及R5各自独立地选自由以下组成的组：H、卤基、(C1‑3)烷基、(C1‑3)氟化烷基、羟基、(C1‑3)烷氧基及(C1‑3)烷基羰基；及q、r、s及t各自独立地选自由以下组成的组：0、1、2、3及4；及b.有机溶剂，其中该聚合物的平均分子量小于50,000。27.根据权利要求26的方法，其中具有结构(I)的聚合物单元包括以下中的一者：a.
b.c.及d.28.根据权利要求24至27中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约15重量％的乙酸。29.根据权利要求24至27中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约20重量％的乙酸。30.根据权利要求24至27中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约25重量％的乙酸。31.根据权利要求24至27中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约30重量％的乙酸。32.根据权利要求24至27中任一项的方法，其中该冲洗剂含有约35重量％的乙酸。33.根据权利要求24至32中任一项的方法，其中该冲洗剂基本上由乙酸及苯甲醚组成。34.根据权利要求24至32中任一项的方法，其中该冲洗剂由乙酸及苯甲醚组成。35.根据权利要求24至34中任一项的方法，其中该将硬掩模组合物涂覆至该晶圆或基板及该边缘保护层包括旋涂式涂布法。36.根据权利要求35的方法，其中该旋涂式涂布法利用至少一种浇注溶剂。37.根据权利要求36的方法，其中该至少一种浇注溶剂包括以下中的至少一者：PGMEA、PGME、乳酸乙酯、甲氧基乙醇、乙氧基丙醇、乙氧基乙醇、1
‑
戊醇、4
‑
甲基
‑2‑
戊醇及其混合物。38.根据权利要求24至34中任一项的方法，其中该将硬掩模组合物涂覆至该晶圆或基板及该边缘保护层包括化学气相沉积法。39.根据权利要求24至34中任一项的方法，其中该将硬掩模组合物涂覆至该晶圆或基板及该边缘保护层包括原子层沉积法。40.根据权利要求24至39中任一项的方法，其中该至少一种边缘珠粒移除剂材料是以下中的至少一者：PGMEA、PGME、乳酸乙酯、甲氧基乙醇、乙氧基丙醇、乙氧基乙醇、1
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戊醇、4
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甲基
‑2‑
戊醇及其混合物。41.根据权利要求24至40中任一项的方法，其中该加热该硬掩模组合物以形成该硬掩模包括在介于约150℃与约450℃之间的温度下加热。42.根据权利要求24至41中任一项的方法，其中该加热该硬掩模组合物以形成该硬掩模包括加热持续介于约60秒与约120秒之间的时间。43.一种冲洗剂，其包含(i)介于约1重量％与约10重量％之间的结构A的卤化乙酸：
其中R1及R2独立地为氢或卤素且R3为卤素；及(ii)介于约99重量％与约90重量％之间的具有结构B的化合物：其中R
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、R
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、R
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、R
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及R
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中的每一者可独立地为氢、经取代或未经取代的(C1‑6)烷基、经取代或未经取代的卤化(C1‑6)烷基、经取代或未经取代的(C1‑6)烷基羰基、卤素或羟基。44.根据权利要求43的冲洗剂，其中结构B中的R
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、R
b
、R
c
、R
d
、R
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、R
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、R
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及R
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中的每一者为氢。45.根据权利要求43至44中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约1重量％的结构A的卤化乙酸。46.根据权利要求43至44中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约2重量％的结构A的卤化乙酸。47.根据权利要求43至44中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约4重量％的结构A的卤化乙酸。48.根据权利要求43至44中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约7重量％的结构A的卤化乙酸。49.根据权利要求43至44中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂含有约10重量％的结构A的卤化乙酸。50.根据权利要求43至49中任一项的冲洗剂，其中该冲洗剂基本上由结构A的卤化乙酸及具有结构B的化...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：