清洁组合物及其使用方法技术

本公开涉及主要用于在多步骤制造工艺中作为中间步骤的从半导体衬底去除残留物(例如，等离子体蚀刻残留物和/或等离子体灰化残留物)和/或金属氧化物的无腐蚀性清洁组合物。留物)和/或金属氧化物的无腐蚀性清洁组合物。

【技术实现步骤摘要】
清洁组合物及其使用方法
[0001]本申请是申请日为2016年7月14日、申请号为2016800414165、专利技术名称为“清洁组合物及其使用方法”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本公开一般涉及在制造半导体器件期间从半导体衬底去除残留物的组合物和工艺。本公开的组合物用于从存在其他材料例如金属导体、阻隔材料、绝缘体材料以及铜、钨和低k介电材料的暴露层或底层的衬底去除蚀刻残留物和/或金属氧化物。

技术介绍

[0003]半导体工业正在快速地减小微电子器件、硅芯片、液晶显示器、MEMS(微型机电系统)、印刷线路板等中的电子电路和电子元件的尺寸并增加其密度。随着每个电路层之间的绝缘层的厚度不断减小以及特征尺寸越来越小，它们中的集成电路被分层或堆叠。随着特征尺寸的缩小，图案变得越来越小，器件性能参数越来越严格和稳健。结果，迄今为止可以被容忍的各种问题由于较小的特征尺寸而不可以再被容忍或变得更加成为问题。
[0004]金属层(或金属膜)通常易受腐蚀。金属或金属合金例如铝、铜、铝
‑
铜合金、氮化钨、钨(W)、钴(Co)、氧化钛、其他金属和金属氮化物等容易腐蚀，通过使用常规的清洁化学品可以蚀刻电介质[ILD，ULK]。此外，集成电路器件制造商所容忍的腐蚀量随着器件几何结构的缩小而变得越来越小。
[0005]在残留物变得更难去除且必须将腐蚀控制在以往任何时候更低的水平的同时，清洁溶液的使用必须是安全的且是对环境无害的。
[0006]因此，清洁溶液对于去除等离子体蚀刻残留物和等离子灰化残留物应该是有效的，并且还必须对所有暴露的衬底材料无腐蚀性。

技术实现思路

[0007]本公开涉及主要用于在多步骤制造工艺中作为中间步骤的从半导体衬底去除蚀刻残留物(例如，等离子体蚀刻和/或等离子体灰化残留物)和/或金属氧化物的无腐蚀性清洁组合物。这些残留物包括一系列的有机化合物的相对不溶的混合物，如残留的光阻剂；有机金属化合物；由暴露的金属或金属合金(如铝、铝/铜合金、铜、钛、钽、钨、钴)、金属氮化物(如氮化钛和氮化钨)以及其他材料形成的作为反应副产物的金属氧化物。本文所述的清洁组合物可去除在半导体衬底上遇到的广泛范围的残留物，并且通常对暴露的衬底材料(例如，暴露的金属或金属合金(如铝、铝/铜合金、铜、钛、钽、钨、钴)和金属氮化物(如氮化钛和氮化钨))无腐蚀性。
[0008]在一个实施方式中，本公开的特征在于包含以下的组合物：a)HF；b)至少一种有机溶剂；c)至少一种腐蚀抑制剂，所述至少一种腐蚀抑制剂选自三唑、芳香族酸酐及其组合；和d)水。
[0009]在另一个实施方式中，本公开的特征在于用于清洁半导体衬底的方法。这样的方
法可以例如通过以下来实行：使包含蚀刻后残留物和/或灰化后残留物的半导体衬底与本公开的清洁组合物接触。
[0010]在又一个实施方式中，本公开的特征在于通过上述方法形成的制品，其中所述制品是半导体器件(例如，集成电路)。
具体实施方式
[0011]如本文所定义的，除非另有说明，否则表示的所有百分数应理解为相对于组合物的总重量按重量计的百分数。除非另有说明，否则环境温度被定义为在约16摄氏度(℃)至约27摄氏度之间。
[0012]在一个实施方式中，本公开描述了一种组合物，其包含：a)HF；b)至少一种有机溶剂；c)至少一种腐蚀抑制剂，所述至少一种腐蚀抑制剂选自三唑、芳香族酸酐及其组合；和d)水。
[0013]在一些实施方式中，本公开的组合物含有至少一种选自经取代的苯并三唑或未经取代的苯并三唑的腐蚀抑制剂。不希望受到理论的束缚，据信与不含有任何腐蚀抑制剂的组合物相比，这样的组合物可以显示出显著改善的与可能存在于半导体衬底中的TiOx的相容性。
[0014]合适种类的经取代的苯并三唑包括但不限于被烷基、芳基、卤素基、氨基、硝基、烷氧基和羟基取代的苯并三唑。经取代的苯并三唑还包括与一个或多个芳基(例如苯基)或杂芳基稠合的苯并三唑。
[0015]适合用作腐蚀抑制剂的苯并三唑包括但不限于苯并三唑(BTA)、5
‑
氨基苯并三唑、1
‑
羟基苯并三唑、5
‑
苯硫醇苯并三唑、5
‑
氯苯并三唑、4
‑
氯苯并三唑、5
‑
溴苯并三唑、4
‑
溴苯并三唑、5
‑
氟苯并三唑、4
‑
氟苯并三唑、萘并三唑、甲基苯并三氮唑、5
‑
苯基苯并三唑、5
‑
硝基苯并三唑、4
‑
硝基苯并三唑、3
‑
氨基
‑5‑
巯基
‑
1,2,4
‑
三唑、2
‑
(5
‑
氨基
‑
戊基)
‑
苯并三唑、1
‑
氨基
‑
苯并三唑、5
‑
甲基
‑
1H
‑
苯并三唑、苯并三唑
‑5‑
羧酸、4
‑
甲基苯并三唑、4
‑
乙基苯并三唑、5
‑
乙基苯并三唑、4
‑
丙基苯并三唑、5
‑
丙基苯并三唑、4
‑
异丙基苯并三唑、5
‑
异丙基苯并三唑、4
‑
正丁基苯并三唑、5
‑
正丁基苯并三唑、4
‑
异丁基苯并三唑、5
‑
异丁基苯并三唑、4
‑
戊基苯并三唑、5
‑
戊基苯并三唑、4
‑
己基苯并三唑、5
‑
己基苯并三唑、5
‑
甲氧基苯并三唑、5
‑
羟基苯并三唑、二羟基丙基苯并三唑、1
‑
[N,N
‑
双(2
‑
乙基己基)氨甲基]苯并三唑、5
‑
叔丁基苯并三唑、5
‑
(1',1'
‑
二甲基丙基)
‑
苯并三唑、5
‑
(1',1,3'
‑
三甲基丁基)苯并三唑、5
‑
正辛基苯并三唑和5
‑
(1',1',3',3'
‑
四甲基丁基)苯并三唑。
[0016]在本公开的一些实施方式中，所述组合物包含芳香族酸酐。如本文所用，“芳香族酸酐”是指在同一分子中含有至少一个5元
‑
或6
‑
元芳族环和酸酐部分的分子。在一些实施方式中，本公开的组合物含有至少一种选自苯甲酸酐和邻苯二甲酸酐的腐蚀抑制剂。在某些实施方式中，苯甲酸酐是2
‑
磺基苯甲酸酐。
[0017]在一些实施方式中，本公开的组合物包含按重量计至少约0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洁组合物，包含：a)HF；b)至少一种有机溶剂；c)至少一种腐蚀抑制剂，所述至少一种腐蚀抑制剂选自由三唑、芳香族酸酐及其组合组成的组；和d)水。2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种有机溶剂包含选自由醇、酮、醚和酯组成的组的溶剂。3.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种有机溶剂包含选自由醇组成的组的溶剂。4.如权利要求3所述的组合物，其中，所述醇是烷烃二醇。5.如权利要求3所述的组合物，其中，所述烷烃二醇是亚烷基二醇。6.如权利要求5所述的组合物，其中，所述亚烷基二醇选自由乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙二醇、三甘醇和四甘醇组成的组。7.如权利要求6所述的组合物，其中，所述亚烷基二醇是二丙二醇。8.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种有机溶剂包含选自由醚组成的组的溶剂。9.如权利要求8所述的组合物，其中，所述至少一种有机溶剂包含选自由二醇醚组成的组的溶剂。10.如权利要求9所述的组合物，其中，所述二醇醚选自由以下组成的组：乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丙醚、乙二醇单异丙醚、乙二醇单正丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丁醚、1
‑
甲氧基
‑2‑
丙醇、2
‑
甲氧基
‑1‑
丙醇、1
‑
乙氧基
‑
2异丙醇、2
‑
乙氧基
‑1‑
丙醇、丙二醇单正丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇单正丙醚、三丙二醇单乙醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单苄醚和二乙二醇单苄醚。11.如权利要求10所述的组合物，其中，所述二醇醚是三丙二醇单甲醚或二丙二醇单乙醚。12.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种有机溶剂包含选自由酮组成的组的溶剂。13.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种有机溶剂包含选自由环酮组成的组的溶剂。14.如权利要求13所述的组合物，其中，所述环酮是环己酮。15.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物包含至少两种有机溶剂。16.如权利要求15所述的组合物，其中，所述至少两种有机溶剂包含环己酮和二丙二醇。17.如权利要求15所述的组合物，其中，所述至少两种有机溶剂包含三丙二醇甲醚和二乙二醇乙醚。18.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种有机溶剂包含DMSO。19.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种有机溶剂的量为所述组合物的至
少95重量％。20.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种腐蚀抑制剂包含经取代的苯并三唑或未经取代的苯并三唑。21.如权利要求20所述的组合物，其中，所述至少一种腐蚀抑制剂包含苯并三唑，所述苯并三唑任选地被至少一种选自由烷基、芳基、卤素基、氨基、硝基、烷氧基和羟基组成的组的取代基取代。22.如权利要求20所述的组合物，其中，所述经取代的苯并三唑或未经取代的苯并三唑选自由以下组成的组：苯并三唑、5
‑
氨基苯并三唑、1
‑
羟基苯并三唑、5
‑
苯硫醇苯并三唑、5
‑
氯苯并三唑、4
‑
氯苯并三唑、5
‑
溴苯并三唑、4
‑
溴苯并三唑、5
‑
氟苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉岛泰雄，朴起永，T，
申请(专利权)人：富士胶片电子材料美国有限公司，
类型：发明
国别省市：