用于去除蚀刻残留物的组合物及其使用方法和用途技术

一种用于微电子器件或半导体衬底的方法和清洁组合物，其包括至少一种烷醇胺；至少一种羟胺或羟胺衍生物或其混合物；至少一种具有至少两个羧酸基团的多官能有机酸和水。该清洁组合物可进一步包括至少一种腐蚀抑制剂。组合物可进一步包括至少一种腐蚀抑制剂。组合物可进一步包括至少一种腐蚀抑制剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于去除蚀刻残留物的组合物及其使用方法和用途
[0001]背景


[0002]所公开和要求保护的主题涉及用于微电子制造的蚀刻后残留物清洁组合物和方法。

技术介绍

[0003]微电子结构的制造涉及多个步骤。在制造集成电路的制造方案内，有时需要选择性蚀刻半导体的不同表面。历史上，已经成功地利用了多种不同类型的蚀刻工艺来选择性地去除材料。此外，在微电子结构内的不同层的选择性蚀刻被认为是集成电路制造工艺中的重要步骤。
[0004]在半导体和半导体微电路的制造中，经常需要用聚合有机物质涂覆衬底材料。一些衬底材料的实例包括铝、钛、铜、二氧化硅涂覆的硅晶片，任选具有铝、钛或铜等的金属元素。通常，聚合有机物质是光致抗蚀剂材料。这是在曝光后显影时将形成蚀刻掩模的材料。在随后的加工步骤中，从衬底的表面去除光致抗蚀剂的至少一部分。从衬底上去除光致抗蚀剂的一种常用方法是通过湿化学方式。配制湿化学组合物以从与任何金属电路相容的衬底、无机衬底和衬底本身上去除光致抗蚀剂。去除光致抗蚀剂的另一种方法是通过干灰化法，其中通过等离子体灰化去除光致抗蚀剂。在等离子体灰化之后保留在衬底上的残留物可以是光致抗蚀剂本身或光致抗蚀剂、下层的衬底和/或蚀刻气体的组合。这些残留物通常被称为侧壁聚合物、遮盖物或栅栏。
[0005]反应离子蚀刻(RIE)越来越多地是在通孔、金属线和沟槽形成期间为图案转移选择的工艺。例如，复杂的半导体器件需要多层的后端线互连布线，利用RIE来产生通孔、金属线和沟槽结构。使用穿过层间电介质的通孔以提供一个硅、硅化物或金属布线层与下一布线层之间的接触。金属线是用作器件互连的导电结构。沟槽结构用于金属线结构的形成。通孔、金属线和沟槽结构通常暴露金属和合金，如Al、A1和Cu合金、Cu、Ti、TiN、Ta、TaN、W、TiW、硅或硅化物，如钨、钛或钴的硅化物。RIE工艺通常留下残留物或复杂混合物，其可包括再溅射的氧化物材料、来自光致抗蚀剂的有机材料和/或用于光刻限定通孔、金属线和/或沟槽结构的抗反射涂层材料。
[0006]通过将衬底暴露于配制的溶液来实现这些等离子体蚀刻残留物的去除。常规清洁制剂通常含有羟胺、烷醇胺、水和腐蚀抑制剂。例如，在美国专利No.5,279,771中公开了一种组合物，其中通过由水、烷醇胺和羟胺组成的清洁溶液来清洁由等离子体蚀刻留下的等离子体蚀刻残留物。美国专利No.5,419,779中公开的另一个实例是由水、烷醇胺、羟胺和儿茶酚组成的等离子体蚀刻残留物清洁溶液。
[0007]尽管这些配制的溶液可以有效地清洁等离子体蚀刻残留物，但是羟胺的存在可以侵蚀金属层，如铝和钛层。已经将腐蚀抑制剂添加到制剂中以降低金属的蚀刻速率，如铝、铜和钛的蚀刻速率。儿茶酚和没食子酸已被用作腐蚀抑制剂以降低金属蚀刻速率；然而，在
一些情况下，儿茶酚和没食子酸及其衍生物不能有效地防止金属腐蚀，特别是对于AlCu合金。由于AlCu合金金属线中铝和铜之间的标准还原电位的差异，除了溶液中单个金属(Al和Cu)的腐蚀之外，还会发生电偶腐蚀问题，如AlCu金属线上的点蚀。为了很好地防止AlCu金属线上的各种可能的腐蚀，需要新的制剂来更好地防止AlCu金属线的腐蚀。
[0008]因此，仍然需要有效地从衬底上去除等离子体蚀刻残留物而不损害层(包括衬底上的金属层)的改进制剂。

技术实现思路

[0009]所公开和要求保护的主题涉及含有多官能有机酸的清洁组合物，所述多官能有机酸可用于从微电子器件或半导体衬底上去除等离子体蚀刻后残留物。
[0010]在一个实施方式中，所述组合物包括：
[0011](i)至少一种下式的烷醇胺：
[0012][0013]其中R1、R2和R3各自独立地选自：
[0014](a)氢，
[0015](b1)C1‑
C
20
直链烷基，
[0016](b2)C4‑
C
20
支链烷基，
[0017](b3)C3‑
C
20
环烷基；
[0018](c)未取代的C2‑
C
20
烷基醚基团；
[0019](d)C1‑
C
20
烷醇基团，和
[0020](e)被
‑
OH基团取代的C2‑
C
20
烷基醚基团，其中R1、R2和R3中的至少一个必须是(d)或(e)；
[0021](ii)至少一种羟胺或羟胺衍生物或其混合物；
[0022](iii)至少一种具有至少两个羧酸基团的多官能有机酸；和
[0023](iv)水。
[0024]在这个实施方式的另一个方面中，组合物可包括其它任选组分。在这个实施方式的另一个方面中，至少一种烷醇胺包括两种或更多种烷醇胺的混合物。在这个实施方式的另一个方面中，至少一种烷醇胺包括三种或更多种烷醇胺的混合物。在这个实施方式的另一个方面中，至少一种烷醇胺、两种或更多种烷醇胺或者三种或更多种烷醇胺包括至少一种含醚的烷醇胺。在这个实施方式的另一个方面中，至少一种烷醇胺由两种烷醇胺的混合物组成。在这个实施方式的另一方面中，至少一种烷醇胺由三种烷醇胺的混合物组成。
[0025]在另一个实施方式中，组合物进一步包括(v)至少一种腐蚀抑制剂。在这个实施方式的另一个方面中，组合物可包括其他任选组分。
[0026]在另一个实施方式中，该组合物基本上由不同浓度的(i)至少一种烷醇胺；(ii)至少一种羟胺或其衍生物或其混合物，(iii)水和(iv)至少一种多官能有机酸组成。在这样的实施方式中，(i)、(ii)、(iii)和(iv)的组合量不等于100重量％，并且可以包括不会实质上
改变组合物有效性的其他成分(例如，另外的溶剂、常见添加剂和/或杂质)。
[0027]在另一个实施方式中，该组合物基本上由不同浓度的(i)至少一种烷醇胺；(ii)至少一种羟胺或其衍生物或其混合物，(iii)水，(iv)至少一种多官能有机酸和(v)至少一种腐蚀抑制剂组成。在这样的实施方式中，(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)的组合量不等于100重量％，并且可以包括不会实质上改变组合物有效性的其他成分(例如，另外的溶剂、常见添加剂和/或杂质)。
[0028]在另一个实施方式中，组合物由不同浓度的(i)至少一种烷醇胺；(ii)至少一种羟胺或其衍生物或其混合物，(iii)水和(iv)至少一种多官能有机酸组成。在这样的实施方式中，(i)、(ii)、(iii)和(iv)的组合量等于约100重量％，但可以包括其他少量和/或痕量的杂质，这些杂质以使得不会实质上改变组合物有效性的少量存在。例如，在一个这样的实施方式中，组合物可含有2重量％或更少的杂质。在另一个实施方式中，组合物可含有1重量％或更少的杂质。在另一个实施方式中，组合物可含有0.05重量％或更少的杂质。
[0029]在另一个实施方式中，组合物由不同浓度的(i)至少一种烷醇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于清洁微电子器件或半导体衬底的组合物，其包含：(i)至少一种烷醇胺；(ii)至少一种羟胺或羟胺衍生物或其混合物；(iii)至少一种具有至少两个羧酸基团的多官能有机酸；和(iv)水。2.一种用于清洁微电子器件或半导体衬底的组合物，其基本上由以下组成：(i)至少一种烷醇胺；(ii)至少一种羟胺或羟胺衍生物或其混合物；(iii)至少一种具有至少两个羧酸基团的多官能有机酸；和(iv)水。3.一种用于清洁微电子器件或半导体衬底的组合物，其由以下组成：(i)至少一种烷醇胺；(ii)至少一种羟胺或羟胺衍生物或其混合物；(iii)至少一种具有至少两个羧酸基团的多官能有机酸；和(iv)水。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺包含至少两种烷醇胺。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺包含至少三种烷醇胺。6.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺由两种烷醇胺组成。7.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺由三种烷醇胺组成。8.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺具有以下结构：其中R1、R2和R3各自独立地选自：(a)氢，(b1)C1‑
C
20
直链烷基，(b2)C4‑
C
20
支链烷基，(b3)C3‑
C
20
环烷基；(c)未取代的C2‑
C
20
烷基醚基团；(d)C1‑
C
20
烷醇基团，(e)被
‑
OH基团取代的C2‑
C
20
烷基醚基团；和其中R1、R2和R3中的至少一个必须是(d)或(e)。9.根据权利要求8所述的组合物，其中至少一种烷醇胺包含(c)或(e)。10.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺选自单乙醇胺
(MEA)、氨基乙氧基乙醇、甲醇胺、N
‑
甲基乙醇胺、N
‑
乙基乙醇胺、N,N
‑
二甲基乙醇胺、N,N
‑
二乙基乙醇胺、N
‑
甲基二乙醇胺、N
‑
乙基二乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺(TEA)、叔丁基二乙醇胺、异丙醇胺、2
‑
氨基
‑1‑
丙醇、3
‑
氨基
‑1‑
丙醇、2
‑
氨基
‑1‑
丁醇、异丁醇胺、2
‑
氨基
‑2‑
乙氧基丙醇、2
‑
氨基
‑2‑
乙氧基乙醇，及其混合物。11.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺选自氨基乙氧基乙醇、2
‑
氨基
‑2‑
乙氧基丙醇、2
‑
氨基
‑2‑
乙氧基乙醇，及其混合物。12.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺包含单乙醇胺、异丙醇胺、2
‑
(2
‑
氨基乙氧基)乙醇。13.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺基本上由单乙醇胺、异丙醇胺、2
‑
(2
‑
氨基乙氧基)乙醇组成。14.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种烷醇胺由单乙醇胺、异丙醇胺、2
‑
(2
‑
氨基乙氧基)乙醇组成。15.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所述至少一种羟胺或羟胺衍生物或其混合物包含N
‑
异丙基羟胺、N
‑
甲基羟胺、二甲基羟胺、N
‑
乙基羟胺、二乙基羟胺、N
‑
丙基羟胺、二丙基羟胺和N
‑
叔丁基羟胺、N,O
‑
二甲基羟胺、O
‑
甲基羟胺、O
‑
乙基羟胺、O
‑
丙基羟胺、硫酸羟胺、硝酸羟胺、盐酸羟胺、盐酸N
‑
叔丁基羟胺、磷酸羟胺、乙酸羟胺、乙酸N
‑
(叔丁基)羟胺、柠檬酸羟胺、羟胺和高氯酸盐、盐酸N
‑
甲基羟胺中的一种或多种。16.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙来生，王莉莉，吴爱萍，李翊嘉，陈天牛，
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：