蚀刻组成物制造技术

本公开涉及蚀刻组成物，其用于例如自半导体基板选择性地去除硅锗(SiGe)，作为多步半导体制造制程中的中间步骤。体制造制程中的中间步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蚀刻组成物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请案主张于2020年9月11日申请的美国临时申请案第63/077,283号的优先权，其内容以全文引用的方式并入本文中。


[0003]本公开涉及蚀刻组成物及使用蚀刻组成物的方法。特定言之，本公开涉及可以在诸如金属导体(例如，铜)、障壁材料、绝缘体材料(例如，低k介电材料)的其他曝露的或底下的材料存在下选择性蚀刻硅锗的蚀刻组成物。

技术介绍

[0004]半导体产业正快速减少微电子装置、硅芯片、液晶显示器、MEMS(微机电系统)、印刷线路板及其类似物中的电子电路及电子组件的尺寸及增加微电子装置、硅芯片、液晶显示器、MEMS(微机电系统)、印刷线路板及其类似物中的电子电路及电子组件的密度。于其内的集成电路呈层状或堆栈状，且不断地减少每一电路层间的绝缘层的厚度且特征(feature)尺寸愈来愈小。因为特征尺寸缩小，图案变得更小，且装置效能参数更紧密且更健全。因此，由于较小特征尺寸，以前可被容忍的各种问题不再被容忍或变得更有问题。
[0005]在先进集成电路制造中，为使与较高密度有关的问题减至最少及使效能优化，已使用高k及低k的绝缘体及各种障壁层材料。
[0006]硅锗(SiGe)可以用于制造半导体装置、液晶显示器、MEMS(微机电系统)、印刷线路板及其类似物，作为纳米线和/或纳米片。例如，其可以用作多栅极装置中的栅极材料，例如多栅极场效晶体管(FET)(例如，全环绕栅极FET)。

技术实现思路

[0007]在半导体装置的构建中，经常需要蚀刻硅锗(SiGe)。在SiGe的各种使用形式及装置环境中，在该材料被蚀刻的同时，其他层与其接触或者以其他方式暴露。在这些其他材料(例如金属导体、介电质及硬掩膜)存在的情况下，通常需要对SiGe进行高选择性蚀刻，以实现装置良品率及长寿命。SiGe的蚀刻制程可以是等离子蚀刻制程。然而，在SiGe层上使用等离子蚀刻制程可能对栅极绝缘层及半导体基板中的任一者或二者造成损坏。此外，蚀刻制程可以通过蚀刻由栅极电极而暴露的栅极绝缘层来去除半导体基板的一部分。晶体管的电气特征可能会受到负面影响。为了避免此类蚀刻损坏，可以采用额外的保护装置制造步骤，但成本很高。
[0008]本公开涉及用于相对于半导体装置中存在的硬掩膜层、栅极材料(例如，SiN、多晶硅或SiOx)及低k介电层(例如，掺硼SiGe、SiN、多晶硅、SiOx、掺碳氧化物或SiCO)选择性蚀刻SiGe的组成物及方法。更具体言之，本公开涉及用于相对于低k介电层(诸如掺硼SiGe)选择性蚀刻SiGe的组成物及方法，可增强载流子迁移率。
[0009]在一个方面中，本公开特征在于一种蚀刻组成物，其包括(1)至少一种含氟酸，该
至少一种含氟酸含有氢氟酸或六氟硅酸；(2)至少一种氧化剂；(3)至少一种不同于该含氟酸的无机酸；(4)至少一种有机酸或其酸酐，该至少一种有机酸包含甲酸、乙酸、丙酸或丁酸；(5)至少一种聚合萘磺酸；及(6)至少一种胺，该至少一种胺包含式(I)N
‑
R1R2R3的胺，其中R1是任选地经OH或NH2取代的C1‑
C8烷基，R2是H或任选地经OH取代的C1‑
C8烷基，且R3是任选地经OH取代的C1‑
C8烷基。
[0010]在另一方面中，本公开内容的特征在于一种蚀刻组成物，其包括(1)至少一种含氟酸，该至少一种含氟酸含有氢氟酸或六氟硅酸；(2)至少一种氧化剂；(3)至少一种有机酸或其酸酐，该至少一种有机酸含有甲酸、乙酸、丙酸或丁酸；(4)至少一种聚合萘磺酸或其盐；(5)至少一种胺，该至少一种胺包含式(I)N
‑
R1R2R3的胺，其中R1是任选地经OH或NH2取代的C1‑
C8烷基，R2是H或任选地经OH取代的C1‑
C8烷基，且R3是任选地经OH取代的C1‑
C8烷基；及(6)至少一种二醇。
[0011]在另一方面中，本公开内容的特征在于一种方法，该方法包括使含有SiGe膜的半导体基板与本文所述的蚀刻组成物接触以去除SiGe膜。
[0012]在又另一方面中，本公开内容的特征在于一种利用上述方法形成的制品，其中该制品是半导体装置(例如，集成电路)。
具体实施方式
[0013]如本文所定义，除非另有说明，否则所有表述的百分比应理解为占组成物总重量的重量百分比。
[0014]一般而言，本公开内容的特征在于一种蚀刻组成物(例如，用于选择性去除SiGe的蚀刻组成物)，其包括(1)至少一种含氟酸，该至少一种含氟酸含有氢氟酸或六氟硅酸；(2)至少一种氧化剂；(3)至少一种不同于该含氟酸的无机酸；(4)至少一种有机酸或其酸酐，该至少一种有机酸包含甲酸、乙酸、丙酸或丁酸；(5)至少一种聚合萘磺酸；(6)至少一种含吡啶化合物；及(7)至少一种胺，该至少一种胺包含式(I)N
‑
R1R
2 R3的胺，其中R1是任选地经OH或NH2取代的C1‑
C8烷基，R2是H或任选地经OH取代的C1‑
C8烷基，且R3是任选地经OH取代的C1‑
C8烷基。
[0015]在一些实施例中，本公开内容的蚀刻组成物可以包括至少一种(例如，二种、三种或四种)含氟酸。本文所述的含氟酸可以是无机酸，诸如HF或H2SiF6。在一些实施例中，至少一种含氟酸的量是本公开内容的蚀刻组成物的至少约0.01重量％(例如，至少约0.02重量％、至少约0.04重量％、至少约0.05重量％、至少约0.06重量％、至少约0.08重量％、至少约0.1重量％、至少约0.2重量％、至少约0.4重量％、至少约0.5重量％、至少约0.6重量％、至少约0.8重量％、至少约1重量％、至少约1.2重量％、至少约1.4重量％或至少约1.5重量％)至至多约2重量％(例如，至多约1.9重量％、至多约1.8重量％、至多约1.7重量％、至多约1.6重量％、至多约1.5重量％、至多约1.2重量％、至多约1重量％或至多约0.5重量％)。不希望受理论束缚，据信含氟酸可促进及增强蚀刻制程期间半导体基板上SiGe的去除。另一方面，含氟酸亦增加了某些介电材料(例如，SiOx及掺硼SiGe)的去除，且因此，若希望最大限度地减少此类介电材料的去除，则较佳应限制含氟酸在本文所述的蚀刻组合物中的量。
[0016]在一些实施例中，本公开内容的蚀刻组成物可以包括至少一种(例如，二种、三种
或四种)适用于微电子应用的氧化剂。合适的氧化剂的实例包括氧化酸(例如，硝酸、高锰酸或高锰酸钾)及其盐、过氧化物(例如，过氧化氢、二烷基过氧化物或尿素过氧化氢)、过磺酸(例如，六氟丙烷过磺酸、甲过磺酸、三氟甲烷过磺酸或对甲苯过磺酸)及其盐、臭氧、过氧羧酸(例如过乙酸)及其盐、过磷酸及其盐、过硫酸及其盐(例如过硫酸铵或过硫酸四甲基铵)、高氯酸酸及其盐(例如高氯酸铵、高氯酸钠或高氯酸四甲基铵)以及高碘酸及其盐(例如高碘酸、高碘酸铵或高碘酸四甲基铵)。此等氧化剂可以单独使用或组合使用。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】1.一种蚀刻组成物，其包含：至少一含氟酸，该至少一含氟酸包含氢氟酸或六氟硅酸；至少一氧化剂；至少一催化剂，包含硫酸、磺酸或膦酸；至少一有机酸或其酸酐，该至少一有机酸包含甲酸、乙酸、丙酸或丁酸；至少一聚合萘磺酸或其盐；及至少一种胺，该至少一种胺包含式(I)：N
‑
R1R2R3的胺，其中R1是选择性经OH或NH2取代的C1‑
C8烷基，R2是H或选择性经OH取代的C1‑
C8烷基，且R3是选择性经OH取代的C1‑
C8烷基。2.如权利要求1的组成物，其中该至少一含氟酸的量是该组成物的约0.01重量％至约2重量％。3.如权利要求1的组成物，其中该至少一氧化剂包含过氧化氢或过乙酸。4.如权利要求1的组成物，其中该至少一氧化剂的量是该组成物的约5重量％至约20重量％。5.如权利要求1的组成物，其中该至少一催化剂包含硫酸、甲磺酸、膦酸或苯基膦酸。6.如权利要求1的组成物，其中该至少一催化剂的量是该组成物的约0.1重量％至约5重量％。7.如权利要求1的组成物，其中该至少一有机酸或其酸酐包含乙酸或乙酸酐。8.如权利要求1的组成物，其中该至少一有机酸或其酸酐的量是该组成物的约30重量％至约90重量％。9.如权利要求1的组成物，其中该至少一聚合萘磺酸包含具有以下结构的磺酸：其中n是3至6。10.如权利要求1的组成物，其中该至少一聚合萘磺酸或其盐的量是该组成物的约0.001重量％至约0.15重量％。11.如权利要求1的组成物，其进一步包含至少一含吡啶化合物，该至少一含吡啶化合物包含选择性经C1‑
C6烷基取代的吡啶、含吡啶酸、含吡啶醇或其盐。12.如权利要求11的组成物，其中该至少一含吡啶化合物包含2
‑
吡啶甲酸、2,6
‑
吡啶二甲酸、烟碱酸、异烟碱酸、2
‑
氨基
‑
异烟碱酸、异烟碱酸N
‑
氧化物、4
‑
吡啶基乙酸、3
‑
吡啶基乙酸、2
‑
吡啶基乙酸、4
‑
吡啶丙醇、3
‑
吡啶丙醇、2
‑
甲基吡啶、3
‑
甲基吡啶或其盐。13.如权利要求11的组成物，其中该至少一含吡啶化合物的量是该组成物的约0.01重量％至约1重量％。14.如权利要求1的组成物，其中该式(I)的胺是二异丙胺、N
‑
丁基二乙醇胺、N
‑
(3
‑
氨基丙基)
‑
二乙醇胺、N
‑
辛基还原葡糖胺(N
‑
octylglucamine)、N
‑
乙基还原葡糖胺、N
‑
甲基还原
葡糖胺或1
‑
[双(2
‑
羟乙基)氨基]
‑2‑
丙醇。15.如权利要求1的组成物，其中该至少一个胺的量是该组成物的约0.001重量％至约0.15重量％。16.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
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：