用于EUV掩模保护结构的蚀刻组合物及方法技术

提供了一种用于去除EUV掩模的保护膜的含金属层或层的部分的组合物和方法。该组合物包含水；一种或多种氧化剂；和一种或多种酸。该方法包括在硅衬底上形成一个或多个层，其中这些层中的至少一个包括含金属层，并且通过使含金属层与所公开和要求保护的主题的组合物接触来去除含金属层。来去除含金属层。

Etching composition and method for EUV mask protection structure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于EUV掩模保护结构的蚀刻组合物及方法
[0001]专利技术背景
专利

[0002]所公开和要求保护的主题涉及极紫外(EUV)光刻技术，更具体地，涉及用于在半导体器件上制造半导体结构的组合物和方法，其包括在所述半导体器件上的含金属掩模保护结构。
[0003]相关技术
[0004]随着半导体器件的电路关键尺寸(CD)越来越小，已经达到了使用ArF曝光设备来实现将精细图案转移到晶片上所需的必要分辨率的物理限制。因此，为了将更精细的图案转移到晶片上，已经开发了EUV光刻技术。EUV光刻技术被认为是下一代技术，它将用于通过使用具有约13.5nm曝光光波长的EUV光来制造具有32nm或更小的关键尺寸的更薄、更快的微芯片。
[0005]在一些实施方式中，由于EUV光刻技术使用具有非常短波长的光，其中待转移到晶片上的电路图案的掩模优选设置在不具有光透射型结构而是优选具有光反射型结构的掩模图案中的掩模。EUV光刻工艺中使用的掩模很可能包含在具有低热膨胀系数(LTE)的衬底(例如，石英)上具有Mo/Si层的多层结构的光反射层，以及在部分暴露光反射层表面的光反射层上形成的光吸收图案。
[0006]通常提供保护膜(pellicle)或保护层或结构以保护在EUV光刻工艺中使用的EUV掩模的表面免受诸如颗粒的污染源的影响。然而，制造这种满足EUV光刻要求的保护膜是困难的，因为除其他原因外，难以使用聚合物来制造合适的保护膜。特别是，众所周知基于碳
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氟(C
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F)的聚合物吸收EUV光，因此很难将基于C
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F的聚合物用作保护膜。因此，对于EUV光具有高透射率的材料已被建议作为保护膜的合适候选者。例如，可以采用以下保护膜制造方法。通过电镀形成诸如镍(Ni)的金属层或金属线的网，并且该层或网装设在聚合物膜上。然后沉积硅(Si)以形成硅膜层。随后，聚合物膜被去除，这导致硅膜层保持附着在该网上。聚合物膜是牺牲层。
[0007]另外，在用于EUV光刻的保护膜的情况下，需要具有高EUV透射率的材料的小厚度膜，但在使用小厚度膜的情况下，产生膜反复使用后变形和破损的问题。为了解决这个问题，已经提出了一种保护膜结构，其中将支撑结构添加到薄膜上。支撑结构需要提供高透光率和机械强度。
[0008]例如，韩国专利注册公开KR1552940B1(申请号KR20130157275A，申请人：Samsung Electronics Co.,Ltd.)公开了一种用于制备具有用于极紫外线光刻的保护膜薄膜的在具有高极紫外线透射率的同时具有高拉伸强度的含石墨薄膜的方法。
[0009]EUV掩模保护结构是已知的，其包含可选的或另外的层，例如连接层、多晶结构的石墨烯层和/或在一些实施方式中可以在连接层上的散热层。在WO2017183941A1中公开的一个实施方式中，EUV保护膜包含透射层、位于EUV传输层上的石墨烯层(石墨烯层)、石墨烯层的缺陷(在缺陷上提供连接材料以形成连接图案)以及连接图案上的散热层和一个或多
个其他层，例如牺牲层、绝缘层、钝化层，例如，硅层、氧化硅(绝缘)或氮化硅(钝化)层。但持续尝试开发EUV保护膜(掩模保护结构)和具有优异机械强度、优异热稳定性、优异的EUV透射性和/或优异的耐氢化学性的其他结构。
[0010]随着新的EUV掩模和掩模保护结构的开发，需要在EUV曝光和/或一个或多个蚀刻步骤以及相关残留物之后去除一个或多个层中的材料的湿组合物。
[0011]专利技术概述
[0012]所公开和要求保护的主题提供了一种具有高去除速率的金属蚀刻组合物和方法。该蚀刻组合物还提供与硝酸硅(Si3N4)和氧化硅(SiO2)以及半导体衬底上的其他材料的良好相容性。
[0013]在一个实施方式中，所公开和要求保护的主题涉及一种组合物，其包含：
[0014](i)水；
[0015](ii)一种或多种氧化剂；和
[0016](iii)一种或多种酸，
[0017]其中该组合物被设计用于去除EUV掩模保护结构中的含金属层，该EUV掩模保护结构仅包括含金属层或进一步包括一个或多个另外的材料层。因此，在一些实施方式中，用于去除含金属层的组合物可以包含、可以基本上由以下组成或可选地可以由以下组成：(i)水；(ii)一种或多种氧化剂和(iii)一种或多种酸。
[0018]在另一个实施方式中，所述组合物还包含(iv)卤素离子源。因此，在一些实施方式中，用于去除含金属层的组合物可以包含、可以基本上由以下组成或可选地可以由以下组成：(i)水；(ii)一种或多种氧化剂，(iii)一种或多种酸和(iv)卤素离子源。
[0019]在另一个实施方式中，所述组合物还包含(v)螯合剂。因此，在一些实施方式中，用于去除含金属层的组合物可以包含、可以基本上由以下组成或可选地可以由以下组成：(i)水；(ii)一种或多种氧化剂，(iii)一种或多种酸和(v)螯合剂。
[0020]在另一个实施方式中，该组合物还包含(iv)卤素离子源和(v)螯合剂。因此，在一些实施方式中，用于去除含金属层的组合物可以包含、可以基本上由以下组成或可选地可以由以下组成：(i)水；(ii)一种或多种氧化剂，(iii)一种或多种酸，(iv)卤素离子源和(v)螯合剂。
[0021]在另一个实施方式中，一种或多种氧化剂(ii)包含过氧单硫酸盐、过硼酸盐、高氯酸盐、高氯酸、过乙酸根阴离子、硫酸、高碘酸盐、过硫酸盐、高锰酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、苯醌、硝酸和胺
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N
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氧化物中的一种或多种。在该实施方式的进一步方面，一种或多种氧化剂(ii)是过硫酸铵(APS)、2,5
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二羟基
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1,4
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苯醌、亚硝基硫酸和吡啶N
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氧化物，4
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甲基吗啉
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N
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氧化物中的一种或多种。
[0022]在另一个实施方式中，一种或多种酸(iii)包含硫酸、盐酸、烷基磺酸如甲磺酸、烷基苄基磺酸如4
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甲基苯磺酸、氢溴酸、柠檬酸、丙二酸、氢氟酸、乙酸、磷酸和氢碘酸中的一种或多种。
[0023]在另一方面，所公开和要求保护的主题涉及用于制造半导体器件的方法，其包括以下步骤：
[0024]a.在硅衬底上形成一个或多个层，其中这些层中的至少一个包括含Ni层；和
[0025]b.通过使所述含Ni层与所公开和要求保护的主题的组合物中的至少一种接触来
去除所述含Ni层
[0026]在另一方面，所公开和要求保护的主题涉及去除保护膜结构的含金属层的方法，其包括以下步骤：
[0027]a.提供一种半导体器件，其包含衬底和EUV掩模以及含金属的EUV掩模保护结构；
[0028]b.将半导体器件暴露于EUV辐射；和
[0029]c.通过将所述半导体器件与所公开和要求保护的主题的组合物中的至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物，其包含：(i)水；(ii)一种或多种氧化剂；和(iii)一种或多种酸。2.一种组合物，其基本上由以下组成：(i)水；(ii)一种或多种氧化剂；和(iii)一种或多种酸。3.一种组合物，其由以下组成：(i)水；(ii)一种或多种氧化剂；和(iii)一种或多种酸。4.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，还包含(iv)一种或多种卤素离子源。5.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，还包含(v)一种或多种螯合剂。6.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，还包含(iv)一种或多种卤素离子源和(v)一种或多种螯合剂。7.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含卤素离子源。8.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含过氧单硫酸盐、过硼酸盐、高氯酸盐、高氯酸、过乙酸根阴离子、硫酸、高碘酸盐、过硫酸盐、高锰酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、苯醌、硝酸和胺
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N
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氧化物中的一种或多种。9.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含过硫酸铵(APS)、2,5
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二羟基
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1,4
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苯醌、亚硝基硫酸和吡啶N
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氧化物、4
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甲基吗啉
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N
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氧化物中的一种或多种。10.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含硫酸、盐酸、烷基磺酸如甲磺酸、烷基苄基磺酸如4
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甲基苯磺酸、氢溴酸、柠檬酸、丙二酸、氢氟酸、乙酸、磷酸和氢碘酸中的一种或多种。11.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含硝酸。12.如权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂基本上由硝酸组成。13.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂由硝酸组成。14.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含约0.1重量％至约1.0重量％之间的净硝酸。15.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂基本上由约0.1重量％至约1.0重量％的净硝酸组成。16.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂由约0.1重量％至约1.0重量％的净硝酸组成。17.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含约0.9重量％的净硝酸。18.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂基本上由约
0.9重量％的净硝酸组成。19.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂由约0.9重量％的净硝酸组成。20.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含约0.6重量％的净硝酸。21.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂基本上由约0.6重量％的净硝酸组成。22.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂由约0.6重量％的净硝酸组成。23.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含2,5
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二羟基
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1,4
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苯醌。24.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂基本上由2,5
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二羟基
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1,4
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苯醌组成。25.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂由2,5
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二羟基
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1,4
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苯醌组成。26.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含约0.01重量％的2,5
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二羟基
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1,4
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苯醌。27.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂基本上由约0.01重量％的2,5
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二羟基
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1,4
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苯醌组成。28.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂由约0.01重量％的2,5
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二羟基
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1,4
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苯醌组成。29.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含过硫酸铵。30.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂基本上由过硫酸铵组成。31.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂由过硫酸铵组成。32.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂包含约1.0重量％的过硫酸铵。33.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂基本上由约1.0重量％的过硫酸铵组成。34.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种氧化剂由约1.0重量％的过硫酸铵组成。35.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物中净酸的总重量％为约15重量％至约50重量％。36.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物中净酸的总重量％为约30重量％至约45重量％。37.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物中净酸的总重量％为约35重量％至约45重量％。
38.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物中净酸的总重量％为约30重量％至约40重量％。39.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物中净酸的总重量％为约35重量％至约40重量％。40.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物中净酸的总重量％为约40重量％至约45重量％。41.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含硫酸。42.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸基本上由硫酸组成。43.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸由硫酸组成。44.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含约38.8重量％的净硫酸。45.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸基本上由约38.8重量％的净硫酸组成。46.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸由约38.8重量％的净硫酸组成。47.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含盐酸。48.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸基本上由盐酸组成。49.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸由盐酸组成。50.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含约4.725重量％的净盐酸。51.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸基本上由约4.725重量％的盐酸组成。52.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸由约4.725重量％的盐酸组成。53.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含约3.5重量％的净盐酸。54.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸基本上由约3.5重量％的盐酸组成。55.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸由约3.5重量％的盐酸组成。56.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含硫酸和盐酸。57.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸基本上由硫酸和盐酸组成。58.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸由硫酸和盐酸组成。59.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含约38.8重量％的净硫酸和约4.725重量％的净盐酸。
60.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸基本上由约38.8重量％的净硫酸和约4.725重量％的净盐酸组成。61.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸由约38.8重量％的净硫酸和约4.725重量％的净盐酸组成。62.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸包含约38.8重量％的净硫酸和约3.5重量％的净盐酸。63.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸基本上由约38.8重量％的净硫酸和约3.5重量％的净盐酸组成。64.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种酸由约38.8重量％的净硫酸和约3.5重量％的净盐酸组成。65.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含水、硫酸和硝酸。66.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物基本上由水、硫酸和硝酸组成。67.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物由水、硫酸和硝酸组成。68.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含水、约33.5重量％至约50重量％的净硫酸和约0.9重量％的净硝酸。69.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物基本上由水、约33.5重量％至约50重量％的净硫酸和约0.9重量％的净硝酸组成。70.如权利要求1
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3中任一项所述的组合物，其中所述组合物由水、约33.5重量％至约50重量％的净硫酸和约0.9重量％的净硝酸组成。71.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含水、盐酸和硝酸。72.如权利要求2所述的组合物，其中所述组合物基本上由水、盐酸和硝酸组成。73.如权利要求3所述的组合物，其中所述组合物由水、盐酸和硝酸组成。74.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含水、约3.0重量％至约5.0重量％的净盐酸和约0.6重量％至约0.9重量％的净硝酸。75.如权利要求2所述的组合物，其中所述组合物基本上由水、约3.0重量％至约5.0重量％的净盐酸和约0.6重量％至约0.9重量％的净硝酸组成。76.如权利要求3所述的组合物，其中所述组合物由水、约3.0重量％至约5.0重量％的净盐酸和约0.6重量％至约0.9重量％的净硝酸组成。77.如权利要求1的所述组合物，其中所述组合物包含水、盐酸、硝酸和甲磺酸。78.如权利要求2所述的组合物，其中所述组合物基本上由水、盐酸、硝酸和甲磺酸组成。79.如权利要求3所述的组合物，其中所述组合物由水、盐酸、硝酸和甲磺酸组成。80.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含水、约3.0重量％至约5.0重量％的净盐酸、约0.6重量％至约0.9重量％的净硝酸和约40重量％的甲磺酸。81.如权利要求2所述的组合物，其中所述组合物基本上由水、约3.0重量％至约5.0重量％的净盐酸、约0.6重量％至约0.9重量％的净硝酸和约40重量％的甲磺酸组成。82.如权利要求3所述的组合物，其中所述组合物由水、约3.0重量％至约5.0重量％的净盐酸、约0.6重量％至约0.9重量％的净硝酸和约40重量％的甲磺酸组成。
83.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含水、盐酸、硝酸、甲磺酸和2,5
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二羟基
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1,4
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苯醌。84.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昭翔，张仲逸，李翊嘉，刘文达，
申请(专利权)人：弗萨姆材料美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：