用于清洗金属残留物的方法和溶液技术

本发明专利技术涉及用于清洗金属残留物的方法和溶液，具体提供一种用于处理半导体器件的溶液，该溶液包含：活化剂，该活化剂包括吡啶、吡咯、吡咯烷、嘧啶、N,N-二甲基甲酰胺、氯化四乙胺、4-吡啶硫醇、或者具有单个N孤对电子活化剂的其它有机化合物中的至少一种；和蚀刻剂，该蚀刻剂包括氯化亚砜、Cl2、Br2、I2、SOF2、SOF4、SO2Cl2、SOBr2、S2O6F2、HSO3F、或C2Cl4O2中的至少一种。

【技术实现步骤摘要】
用于清洗金属残留物的方法和溶液
本专利技术涉及用于清洗的方法和溶液。更具体地，本专利技术涉及用于清洗金属残留物的方法和溶液。
技术介绍
在半导体晶片处理期间，对含有金属的层的处理会产生金属残留物。理想的是除去这种金属残留物。
技术实现思路
为实现前述目的并且根据本专利技术的目的，提供一种用于处理器件的溶液，该溶液包含活化剂，该活化剂包括吡唆、吡咯、吡咯烷、嘧唆、N，N-二甲基甲酰胺、氯化四乙胺(tetraethylamine chloride)、4_卩比唳硫醇、或者具有单个N孤对电子活化剂的其它有机化合物中的至少一种；和蚀刻剂，该蚀刻剂包括二氯亚砜(SOCl2)、Cl2、Br2, 12、SOF2, SOF4,SO2Cl2、SOBr2、或 C2Cl4O2 中的至少一种。 在本专利技术的另一个实施方式中，提供一种用于在具有至少一个金属层的衬底上形成半导体器件的方法。使所述至少一个金属层暴露于溶液。该溶液包含活化剂，该活化剂包括吡唆、吡咯、吡咯烷、嘧唆、N, N-二甲基甲酰胺、氯化四乙胺、4-吡啶硫醇、或者具有单个N孤对电子活化剂的其它有机化合物中的至少一种；和蚀刻剂，该蚀刻剂包括二氯亚砜(SOCl2)、Cl2^Br2,12、SOF2, SOF4, SO2Cl2, SOBr2、或 C2Cl4O2 中的至少一种。 在本专利技术的另一个实施方式中，提供了一种用于处理半导体器件的溶液，该溶液包含非水溶剂和酸前体。 在本专利技术的另一个实施方式中，提供一种用于在具有至少一个金属层的衬底上形成半导体器件的方法。使所述至少一层金属层暴露于包含非水溶剂和酸前体的溶液。 下面将通过对本专利技术的详细说明并结合以下附图来更详细地描述本专利技术的这些特征和其它特征。 【附图说明】 通过附图中的图例以示例的方式而不是以限制的方式来说明本专利技术，并且其中类似的附图标记指代相似的元件，并且其中: 图1是本专利技术一个实施方式的高阶流程图。 图2A-图2B是根据本专利技术一个实施方式进行处理的堆(stack)的示意图。 图3是本专利技术另一个实施方式的高阶流程图。 图4A-图4B是根据本专利技术另一个实施方式进行处理的堆的示意图。 【具体实施方式】 现在将参考如附图中所示的一些本专利技术的优选实施方式来详细描述本专利技术。在下面的描述中陈述了许多具体细节以便提供对本专利技术的详尽理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可在没有这些具体细节的部分或全部的情况下实施本专利技术。在其它示例中，对于众所周知的工艺步骤和/或结构未作详细描述，从而不使本专利技术难以理解。 为了便于理解，图1是在一个实施方式中所采用工艺的概要流程图。形成含有金属的堆(步骤104)。用溶液清洗该堆(步骤108)。在该堆暴露于溶液之后对该堆实施湿法工艺(步骤112)。 在一个实施方式中，形成含金属的堆(步骤104)。图2A是具有衬底204的堆200的剖视图，在衬底204上已形成一个或多个中间层208。一个或多个中间层208中可具有导体212，诸如触点、槽孔或通孔。在一个或多个中间层208上形成具有一层或多层的堆216。含金属的层220形成堆216的至少一层。在此实施方式的一个实例中，所述含金属的层可由一层或多层的氮化钛(TiN)、钽(Ta)、和钌(Ru)构成。在堆216的形成中，例如在干法蚀刻工艺期间，形成残留物侧壁224。因为这些层中的一层或多层含有金属，所以残留物侧壁224含有金属，该金属会造成堆216的各层之间的短路。在一些实施方式中，残留物包括过渡金属、碱金属和贵金属。 使用溶液清洗堆200 (步骤108)。在此实施方式中，溶液是吡啶和SOCl2非水溶液。在室温下吡啶与SOCl2的比率为1:1。使堆216暴露于溶液达30秒。 图2B是已除去溶液后的堆200的剖视图。在对堆216的各层发生极小蚀刻的情况下除去残留物的侧壁。 在此实施方式中，提供后继的湿法工艺(步骤112)。利用该湿法工艺冲洗掉清洗溶液并且中止反应。 活化剂与蚀刻剂的组合改善溶液的蚀刻能力。然而，也需要稀释剂来提供选择性。可利用活化剂和蚀刻剂以及稀释剂的比率来调整选择性和活性。在实施方式中已发现吡啶可同时起活化剂和缓冲剂的作用。稀释剂中可以没有H2o、丙酮、和醛。 图3是本专利技术另一个实施方式的高阶流程图。在掩模下面提供金属层(步骤304)。使该金属层暴露于溶液(步骤308)以蚀刻该金属层。对金属层实施湿法工艺(步骤312)以冲洗掉化学溶液。除去掩模(步骤316)。 在本专利技术此实施方式的一个实例中，在光致抗蚀剂掩模下面提供相同的金属堆(步骤304)。图4A是包括在金属层408下面的衬底404的堆400的示意性剖视图，金属层418是在图案化掩模412的下面。使金属层408暴露于溶液(步骤308)。在此实施方式中，溶液是采用蒸气形式。在此实例中，溶液是SOCl2与吡啶的溶液。该溶液蚀刻金属层408。图4B是在利用溶液蚀刻金属层408之后的堆的示意性剖视图。然后，对金属层408实施湿法工艺(步骤312)。在此实例中，湿法工艺是使用惰性非水溶剂除去残留物和蒸气，因为该溶液是惰性和非水的，所以该溶剂不腐蚀，也不损坏堆。除去图案化掩模412 (步骤316)。该除去可利用灰化步骤或者湿法除去而实现。 在一些实施方式中，非水溶液包含:活化剂，该活化剂包括吡啶、吡咯、吡咯烷、嘧啶、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、氯化四乙胺、4-吡啶硫醇、或者具有单个N孤对电子活化剂的其它有机化合物中的至少一种；和蚀刻剂，该蚀刻剂包括二氯亚砜、Cl2, Br2,12、SOF2, SOF4,SO2Cl2、SOBr2、或C2Cl4O2中的至少一种。本专利技术的一些实施方式还包含稀释剂。在本专利技术的一个实施方式中，稀释剂包括乙腈、二甲基亚砜(DMSO)、环丁砜、卤代烃溶剂、或醇类中的至少一种。在一些实施方式中，溶液是处于液相。在其它实施方式中，溶液是处于蒸气相。在本专利技术的实施方式中，活化剂包括吡咯、吡咯烷、嘧啶、N，N-二甲基甲酰胺、氯化四乙胺、或4-吡啶硫醇中的至少一种。在本专利技术的实施方式中，蚀刻剂包括Cl2、Br2、I2、SOF2、SOF4、SO2Cl2, SOBr2、或C2Cl4O2中的至少一种。本专利技术的实施方式是在无水分的环境中使堆暴露于溶液。 在一些实施方式中，活化剂浓度与蚀刻剂浓度的比率为0.1:99.9至99.9:0.1。更优选地，活化剂浓度与蚀刻剂浓度的比率为10:90至90:10。更优选地，活化剂浓度与蚀刻剂浓度的比率为30:70至70:30。最优选地，蚀刻剂浓度与活化剂浓度的比率为1:1。优选地，稀释剂浓度与剩余溶液的比率为0:100至70:30。更优选地，稀释剂浓度与剩余溶液的比率为20:80至50:50。 活性蚀刻剂与活化剂的组合提供对单独部件具有改善的蚀刻能力的溶液。各组分的比率提供对蚀刻能力的控制。稀释剂的添加提供选择性。对稀释剂浓度的控制提供对选择性的控制。 在本专利技术的另一个实施方式中，溶液包含非水溶剂和酸前体。优选地，酸前体包括诸如 HC02H、CH3C00H、草酸、丙二酸等有机酸或者诸如 HNO3、HCl、H3PO4、SO2、S03、C12 或 Ν0/Ν02等其它酸前体中的至少一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理半导体器件的溶液，其包含：活化剂，所述活化剂包括吡啶、吡咯、吡咯烷、嘧啶、N,N‑二甲基甲酰胺、氯化四乙胺、4‑吡啶硫醇、或者具有单个N孤对电子活化剂的其它有机化合物中的至少一种；和蚀刻剂，所述蚀刻剂包括二氯亚砜(SOCl2)、Cl2、Br2、I2、SOF2、SOF4、SO2Cl2、SOBr2、S2O6F2、HSO3F、或C2Cl4O2中的至少一种。

【技术特征摘要】
2013.09.17 US 14/029,3911.一种用于处理半导体器件的溶液，其包含: 活化剂，所述活化剂包括吡唆、吡咯、吡咯烷、嘧唆、N，N-二甲基甲酰胺、氯化四乙胺、4-吡啶硫醇、或者具有单个N孤对电子活化剂的其它有机化合物中的至少一种；和 蚀刻剂，所述蚀刻剂包括二氯亚砜(SOCl2)、Cl2、fc2、I2、SOF2、SOF4、SO2Cl2、SOBr2、S2O6F2、HSO3F、或C2Cl4O2中的至少一种。2.根据权利要求1所述的溶液，其还包含稀释剂。3.根据权利要求2所述的溶液，其中所述稀释剂包括乙腈、DMS0、环丁砜、卤代烃溶剂、醇类或其它惰性溶剂中的至少一种。4.根据权利要求2所述的溶液，其中所述稀释剂中没有H20、丙酮、和醛。5.根据权利要求2所述的溶液，其中所述溶液是液体。6.根据权利要求1所述的溶液，其中所述溶液是蒸气。7.根据权利要求1所述的溶液，其中所述活化剂包括吡唆、吡咯、吡咯烷、嘧啶、N，N-二甲基甲酰胺、氯化四乙胺、或4-吡啶硫醇中的至少一种。8.根据权利要求1所述的溶液，其中所述蚀刻剂包括Cl2、Br2,12、SOF2, SOF4, SOCl2,SO2Cl2、SOBr2、S2O6F2、HSO3F 或 C2Cl4O2 中的至少一种。9.一种用于在具有至少一个金属层的衬底上形成半导体器件的方法，包括使所述至少一个金属层暴露于溶液，所述溶液包含: 活化剂，所述活化剂包括吡唆、吡咯、吡咯烷、嘧唆、N，N-二甲基甲酰胺、氯化四乙胺、4-吡啶硫醇、或者具有单个N孤对电子活化剂的其它有机化合物中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨曼塔·S·H·坦，亚历山大·卡班斯凯，乔伊迪普·古哈，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US