衬底处理的方法和用于所述方法的处理组成物技术

高卤酸和硫酸的混合物在高温下出乎意料地稳定，并在剥离光致抗蚀剂中是有效的，其包括用较短的处理时间剥离难以处理的注入了离子的光致抗蚀剂。在使用中，在高达145℃的温度没有观察到混合物的分解。在该混合物中，硫酸是高度纯化的，并具有96wt％或更高的浓度。高卤酸优选为H5IO6。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于衬底处理的酸性组成物，以及使用该组成物处理衬底的方法。
技术介绍
尽管某些伴随的问题，半导体处理使用光致抗蚀剂，包括使用电子束抗蚀剂是普遍的。这些问题包括去除或剥除抗蚀剂遇到的困难。一些光致抗蚀剂被高度注入，例如，离子剂量超过IO15原子/平方厘米，且注入能量高于20keV，和差不多40keV或更高。这些经注入的抗蚀剂不能通过常规的衬底处理工艺完全去除，并且甚至在某些情况下不能部分去除。 根据注入能量的等级和掺杂物的类型(硼、砷等)，许多光致抗蚀剂和它们的残余物通过SPM (硫酸双氧水混合物)、SOM (硫酸臭氧混合物)剥除或者，替代地，通过有机溶剂剥除；然而，这些技术不能对所有的抗蚀剂给出令人满意的结果或根本不能去除残余物。美国公布的专利申请No. 2009/0281016描述了包括硫酸和过碘酸的组成物，以及他们在剥除注入了离子的光致抗蚀剂中的使用。在某些实施方式中，该组成物可包括水，但其含量优选在最低限度。虽然提到了更宽的工艺温度范围，实际上混合物在温度为60到90°C的范围使用，符合由于爆炸或过度热释放的危险，过碘酸和强无机酸的混合物不应该加热到混合物脱水的温度的常规观念。
技术实现思路
本专利技术人已经惊奇地发现高卤酸的水溶液可以与浓硫酸或甚至发烟硫酸安全地混合，且可在工艺温度为110°C至145° C的范围内使用，而没有组成物的分解或爆炸。因此，本专利技术的一个方案是一种剥离光致抗蚀剂的方法，该方法包括用硫酸和高卤酸的混合物处理光致抗蚀剂，该混合物被加热到110°c至145°C的温度范围内。与本专利技术的方法相关联的另一个令人惊奇的发现是，与现有技术所描述的相比，硫酸和高卤酸的混合物在上述温度使用时，其能够在远远较短的处理时间内剥离甚至是高掺杂的抗蚀剂层，这些时间是15分钟或更少，优选为十分钟或更少，更优选为五分钟或更少，最优选为四分钟或更少。优选处理时间的范围是从30秒到15分钟，优选一至十分钟，更优选为一到五分钟，最优选90秒到4分钟。本专利技术的另一种方案是硫酸和高卤酸的稳定混合物，其中该混合物的温度是在110°C至145°C的范围内。本专利技术的又一种方案是一种制备用于剥离光致抗蚀剂的组成物的方法，其包括使高卤酸溶解于水以形成高卤酸的水溶液，使该高卤酸的水溶液与硫酸结合形成处理液体，并且加热该处理液体至温度处于110°c至145°C的范围内。实施方案的以下详细描述将进一步说明本专利技术，但不应该被视为对所附权利要求中采用的措辞进行限制。附图说明图I示出显示光刻胶去除的有效性的电子显微照片。具体实施例方式除非另有说明，所有的百分比都是重量百分比。添加强氧化剂(H5IO6,HClO4等)到96% (或更浓缩的100%，发烟硫酸)的硫酸，作为超强酸的、无机的、氧化的、稳定的溶剂发挥作用。令人惊奇地发现高卤酸可以与浓硫酸甚至发烟硫酸安全地混合，而没有爆炸或过量热量的释放，即使是在预期水将从混合物中释放的温度下也如此。水的存在通常被认为是减弱比如HClO4或H5IO6等的爆炸性质。先前已认为为避免爆炸/分解，加热如此浓缩的混合物是不可取的，这与上述的美国所公开的专利申请No. 2009/0281016中进行的实验一 致。高卤酸优选为可以采取HIO4或H5IO6的形式的高碘酸。高碘酸是强氧化剂。在稀溶液中，高碘酸以离子H+和ΙΟ4—存在。当其越来越浓时，就形成原高碘酸，Η5Ι06。这也可获得结晶固体。进一步加热生成五氧化二碘(I2O5)和氧(根据方程式I)。方程式I :2H5I06=I205+5H20+02无水七氧化二碘在自然界中不存在，但可以通过合成形成。这里所用的术语高碘酸既包括HIO4也包括Η5Ι06。原料中，硫酸以不同浓度出售或用于商业用途，其包括工业级(78 %至93 % )和其他等级(96%、98-99%、和100%)。杂质包括金属，如铁、铜、锌、砷、铅、汞、硒、亚硫酸(SO2),硝酸盐和氯化物。然而，生产高纯度硫酸用于半导体产业。例如，美国专利6，740，302(Hostalek等)教导用含量低于IOppm的SO2生产硫酸的过程。市售半导体级硫酸包括来自Honeywell(霍尼韦尔)的PURANAL。可获得50%的高碘酸溶液，或纯度为99. 99%的高碘酸溶液。高碘酸也可以呈白色结晶固体的形式。在本专利技术中，45-65wt%高碘酸(根据H5IO6计算)的水溶液是优选的。试剂级别高碘酸比半导体级别H2SO4具有更高程度的杂质。例如，99. 99%的H5IO6有O. 01%的其他卤素，O. 003%的Fe和百万分之几(ppm)的金属杂质，其可以包括3ppm Al、3ppm Cu、3ppm Li、3ppmK、3ppm Na、3ppm Ca、3ppm Au、3ppm Mg、3PPM Zn、3ppmCr、3ppm Pb、3ppm Ni 和 3ppm Ag。硫酸和高卤酸的相对比例优选在1/100至1/5的范围，该比率是高卤酸与硫酸的重量与重量的比，根据H5IO6和H2SO4算得。能够获得H2SO4和H5IO6的稳定混合物的调节因素可能起因于H5IO6是一种强氧化齐U，其中的杂质因此完全地被氧化的事实。当与高纯度的硫酸结合时，不存在显著数量的能够形成诱导不稳定性的氧化还原电对(如Fe++/Fe+++)的材料(例如，160ppt或更少的Fe)。因此，两种酸的混合物在110°C至145°C的升高的温度范围内意外地稳定。相似地，在高纯度H2SO4中的IOppm或更少的SO2可减轻或抑制任何S02/S04 (S+4/S+6)氧化还原电对。氧化剂(高卤酸)的摩尔浓度是相当低的，因此，考虑用臭氧再氧化，以回收剥离组成物。此外，可进一步对混合物修改，以使其具有改进的性能，如减少金属腐蚀。更进一步地，对水含量的控制可以减少金属腐蚀。按比例，硫酸和高卤酸可以1/100至1/5的相对比例存在于混合物中，该比例表示高卤酸与硫酸的重量与重量的比，根据H5IO6和H2SO4算得。另外，硫酸和高卤酸可以以1/10的相对比例存在于混合物中，该比例表示高卤酸与硫酸的重量与重量的比，根据H5IO6和H2SO4算得。处理时间，S卩，保持剥离组成物与待清洁的表面接触的时间，在例如用于单晶片湿法处理的装置中可以是从30秒到15分钟。处理时间优选为I至10分钟，更优选为I到5分钟，最优选为90秒到4分钟。可以用注入了离子的光致抗蚀剂处理半导体晶片。可以用浓硫酸与高卤酸的水溶液混合以形成初始混合物，并加热该初始混合物到在110°C至145°C的范围内的温度，从而制得该处理混合物。 在使用中，将高碘酸溶解在水中形成约60 〖％的高碘酸，且将所得的水溶液加入重量百分比约96%的浓硫酸中。将所得的混合物加热到范围在110°C至145°C之间的相应的工艺温度。更具体地，将约15升的硫酸装入在SP 305中的混合罐系统，然后加入约2. 5升的在DI (去离子水冲的约60wt%WH5I06。将工艺温度升高到110°C然后到130°C，没有观察到分解。提供该液体至已安装工件(半导体晶片)的旋转卡盘上，例如以范围在O. 5至5.O升/分钟的流率，优选为I. O至3. O升/分钟的流率，和最优选I. 5升/分钟的流率，通过喷嘴将该液体喷涂到已安装工件(半导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特·席勒，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：
国别省市：