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选择性去除氮化钛硬掩膜和蚀刻残留物的去除.pdf

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选择性 去除 氮化 钛硬掩膜 蚀刻 残留物
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摘要
申请专利号:

CN201610202293.0

申请日:

2016.03.31

公开号:

CN106010826A

公开日:

2016.10.12

当?#33018;?#24459;状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 专利申请权的转移IPC(主分类):C11D 7/60登记生效日:20170609变更事项:申请人变更前权利人:气体产品与化学公司变更后权利人:弗萨姆材料美国有限责任公司变更事项:地址变更前权利人:宾夕法尼亚州变更后权利人:美国亚利桑那州|||实质审查的生效IPC(主分类):C11D 7/60申请日:20160331|||公开
IPC分类号: C11D7/60; C11D7/38; C11D7/10; C11D7/26; C11D7/08; H01L21/311 主分类号: C11D7/60
申请人: 气体产品与化学公司
发明人: W·J·小卡?#22266;?#23572;; 稻冈诚二; 刘文达; 陈天牛
地址: 美国宾夕法尼亚州
优?#28909;ǎ?/td> 2015.03.31 US 62/140,846; 2016.03.22 US 15/077,374
专利代理机构: 北京市金杜律师事务所 11256 代理人: 吴亦华;徐志明
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610202293.0

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2017.06.30|||2016.11.09|||2016.10.12

法律状态类型:

专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||公开

摘要

用于剥离氮化钛硬掩膜并去除氮化钛蚀刻残留物的制剂包含胺盐缓冲剂、非环境氧化剂和其余部分,其余部分是包含水和非水液体载体的液体载体,该非水液体载体选自二甲基砜,乳酸,二醇,以及包括但不限于环丁砜类、亚砜类、腈类、甲酰胺类和吡咯烷酮类的极性非质子溶剂。制剂的pH<4,优选<3,更优选<2.5。含有水作为液体载体的水性溶剂和含有水与非极性非质子溶剂的半水性制剂还含有酸性氟化物。该制剂提供了高的氮化钛蚀刻速率,同时提供了对于W、AlN、AlO和低k介电材料的优异相容性。该制剂可以包含弱配位阴离子、腐蚀抑制剂和表面活性剂。?#20302;?#21644;方法使用该制剂以剥离氮化钛硬掩膜并去除氮化钛蚀刻残留物。

权利要求书

1.一种用于从半导体器件选择性去除氮化钛(TiN或TiNxOy;
其中x=0至1.3且y=0至2)的组合物,所述半导体器件包含氮化钛
和第二材料;所述组合物包含:
胺盐缓冲剂;
非环境氧化剂;和
液体载体;
其中
所述组合物不包含过氧化氢;
所述组合物的pH<4;
所述第二材料选自Cu、W、氮化铝(AlNx,其中x=0.5至1)、氧
化铝(AlOx,其中x=1至1.5)、低k介电材料及其组合;以及
所述组合物提供的TiN或TiNxOy相对于所述第二材料的去除选择
性>1:1。
2.权利要求1所述的组合物,其中所述胺盐缓冲剂以0.5至10
重量%的范围存在,并且选自:
氯化铵;硫酸氢铵;磷酸铵;草酸铵;全氟磺酸铵;四氟硼酸铵;
六氟钛酸铵;六氟硅酸铵;选自柠檬酸铵、乙酸铵、乳酸铵的有机酸
铵盐;及其组合;
其中所述铵具有N(R1R2R3R4)+的形式;其中R1、R2、R3、R4独立
地选自H、CH3、C2H5和C3H7。
3.权利要求1或2所述的组合物,其中所述非环境氧化剂以0.2
至3重量%的范围存在,并且选自过硫酸盐、碘酸盐、高碘酸盐、Cl
(I、III或V)化合物、Br(I、III或V)化合物及其组合,任选地所
述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸铵及其组合。
4.权利要求1-3?#25105;?#39033;所述的组合物,其中所述液体载体是水;
并且所述组合物还包含<4000ppm的酸性氟化物,所述酸性氟化物选
自氟化氢铵、氟化氢烷基铵、水性氟化氢、氟硅酸、氟硼酸、水合氟
铝酸及其组合。
5.权利要求1-4?#25105;?#39033;所述的组合物,其中所述组合物是半水性
组合物,所述半水性组合物含有包含水和至少一种非水液体载体的液
体载体,所述非水液体载体选自二甲基砜,乳酸,二醇,选自环丁砜
类、亚砜类、腈类、甲酰胺类和吡咯烷酮类的极性非质子溶剂,及其
组合;并且所述组合物还包含<4000ppm的酸性氟化物,所述酸性氟
化物选自氟化氢铵、氟化氢烷基铵、水性氟化氢、氟硅酸、氟硼酸、
水合氟铝酸及其组合。
6.权利要求4或5所述的组合物,其中所述胺盐缓冲剂选自氯化
铵、硫酸氢铵及其组合;所述非环境氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠
及其组合;并且所述酸性氟化物选自氟化氢铵、氢氟酸及其组合。
7.权利要求1-6?#25105;?#39033;所述的组合物,其中所述组合物是半水性
组合物,所述半水性组合物含有由水和选自环丁砜、亚砜、腈、甲酰
胺、吡咯烷酮及其组合的极性非质子溶剂组成的液体载体。
8.权利要求7所述的组合物,其中所述胺盐缓冲剂选自氯化铵、
硫酸氢铵及其组合;并且所述非环境氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠
及其组合。
9.权利要求1-8?#25105;?#39033;所述的组合物,其还包含选自弱配位阴离
子和腐蚀抑制剂的至少一种,
所述弱配位阴离子以1至10重量%的范围存在,并且选自对甲
?#20132;?#37240;根(C7H8SO3-)、硫酸根(SO42-)、硝酸根(NO3-)、三氟甲
磺酸根(CF3SO3-)、全氟磺酸根(RfSO3-;其中Rf是C1至C4的全氟
烷基基团)、全氟磺酰亚胺根((Rf)2NSO2-;其中Rf是C1至C4的全
氟烷基基团)、六氟硅酸根(SiF62-)、六氟钛酸根(TiF62-)、四氟
硼酸根(BF4-)、六氟磷酸根(PF6-)、六氟锑酸根(SbF6-)、全氟
烷基铝酸根((RfO)4Al-,Rf是全氟烷基基团)及其组合;和
所述腐蚀抑制剂在<2000ppm的范围中,并且选自苯并三唑或取
代的苯并三唑、聚乙烯亚胺、儿茶酚、半胱氨酸和胱氨酸衍生物、甘
氨酸、硫脲和硫缩二脲、硅氧烷、氯化铝、氟化铝、咪唑、三唑、硼
酸及其组合。
10.权利要求1-9?#25105;?#39033;所述的组合物,其中所述组合物的pH<3;
所述组合物提供的TiN或TiNxOy相对于所述第二材料的去除选择
性>5:1。
11.一种用于从微电子装置的表面选择性去除氮化钛(TiN或
TiNxOy,其中x=0至1.3且y=0至2)的?#20302;常?#25152;述?#20302;?#21253;括:
包含TiN或TiNxOy和第二材料的半导体器件,和
根据权利要求1-10?#25105;?#39033;所述的用于从所述半导体器件选择性
去除所述TiN或TiNxOy的组合物;
其中所述第二材料选自Cu、W、氮化铝(AlNx,其中x=0.5至1)、
氧化铝(AlOx,其中x=1至1.5)、低k介电材料及其组合。
12.一种选择性去除氮化钛(TiN或TiNxOy,其中x=0至1.3且
y=0至2)的方法,所述方法包括:
提供包含TiN或TiNxOy和第二材料的半导体器件;
使所述半导体器件与根据权利要求1-10?#25105;?#39033;所述的组合物接
触;和
选择性去除TiN或TiNxOy;
其中
所述第二材料选自Cu、W、氮化铝(AlNx,其中x=0.5至1)、
氧化铝(AlOx,其中x=1至1.5)、低k介电材料及其组合;以及
TiN或TiNxOy与所述组合物?#33519;?#25509;触;并且TiN或TiNxOy相对
于所述第二材料的去除选择性>1:1。

说明书

选择性去除氮化钛硬掩膜和蚀刻残留物的去除

本申请要求2015年3月31日提交的美国临时申请第62/140,846
号的权益。该申请的公开内容以此援引加入。

发明背景

随着尺度持续缩放到更小的特征尺寸,集成电路(IC)的可靠性
在IC制造技术中成为越来越关注的问题。迹线(trace)互联?#25910;?#26426;
制对器件性能和可靠性的影响对于集成方案、互联材料和工艺产生更
高的要求。需要最佳的低k介电材料及其相关的沉积、?#21450;?#20809;刻、蚀
刻和清洁以形成双镶嵌互联?#21450;浮?#20114;联?#21450;?#26230;片制造的硬掩膜设?#21697;?br />法是以?#38043;?#26684;的最佳尺寸控制将?#21450;?#36716;移?#26009;?#23618;的能力。

随着技术节点发展至纳米技?#37232;?#37329;属硬掩膜材料如TiN被用来在
?#21450;?#34432;刻过程中获得对低k材料更好的蚀刻/去除选择性、更好的?#21450;?br />保留和轮廓控制。

已经开发出制剂来将这些类型的金属硬掩膜从衬底撤回或去除。

以下专利具有代表性。

US2013/0157472描述的制剂包含Cl-,或Br-、氧化剂和可能的
Cu腐蚀抑制剂以清洁含有低k介电质和Cu的衬底并且蚀刻TiN或
TiNxOy硬掩膜和钨。该制剂通常含有作为氧化剂的6%过氧化氢和将
pH调节至>7的二?#34432;?#33018;。

US2009/0131295A1描述了使用酸性或碱性氟化物或氟氢化物
(bifluoride)在1-8的pH下在等离子体蚀刻后从TiN去除硬掩膜残
留物(通常含有TiF)。

US7479474B2描述了清洁制剂,其包含H2SiF6或HBF4以减少在
包含低k介电质的衬底中的氧化物蚀刻。

WO2013/101907A1描述了包含蚀刻剂(包括六氟硅酸和六氟钛
酸盐)、至少一种氧化剂(包括高价金属、过氧化物或高氧化态物质)
和至少一种溶剂的制剂。

发明内容

本发明涉及用于相对于存在的金属导体层和低k介电层,选择性
蚀刻硬掩膜层和/或蚀刻残留物的组合物、?#20302;?#21644;方法。更具体地,本
发明涉及用于相对于钨、铜和低k介电层,选择性蚀刻氮化钛硬掩膜
和/或蚀刻残留物的组合物、?#20302;?#21644;方法。

在一个方面,提供用于从半导体器件选择性去除氮化钛(TiN或
TiNxOy;其中x=0至1.3且y=0至2)的组合物,该半导体器件包含
TiN或TiNxOy和第二材料;该组合物包含:

胺盐缓冲剂;

非环境氧化剂;和

液体载体;

其中

该组合物不包含过氧化氢;

该组合物的pH<4,优选<3,更优选<2.5;

该第二材料选自Cu、W、氮化铝(AlNx,其中x=0.5至1)、氧
化铝(AlOx,其中x=1至1.5)、低k介电材料及其组合;以及

该组合物提供的TiN或TiNxOy相对于该第二材料的去除选择
性>1:1,优选>5:1,更优选>10:1。

在另一个方面,提供用于从微电子装置的表面选择性去除氮化钛
(TiN或TiNxOy,其中x=0至1.3且y=0至2)的?#20302;常?#35813;?#20302;?#21253;括:

包含TiN或TiNxOy和第二材料的半导体器件,

用于从该半导体器件选择性去除TiN或TiNxOy的组合物,该组
合物包含:

胺盐缓冲剂;

非环境氧化剂;和

液体载体;

其中

该组合物不包含过氧化氢;

该组合物的pH<4,优选<3,更优选<2.5;

该第二材料选自Cu、W、氮化铝(AlNx,其中x=0.5至1)、氧
化铝(AlOx,其中x=1至1.5)、低k介电材料及其组合;以及

该组合物提供的TiN或TiNxOy相对于该第二材料的去除选择
性>1:1,优选>5:1,更优选>10:1。

在又一个方面,提供选择性去除氮化钛(TiN或TiNxOy,其中
x=0至1.3且y=0至2)的方法,该方法包括:

提供包含TiN或TiNxOy和第二材料的半导体器件;

使该半导体器件与组合物接触,该组合物包含:

胺盐缓冲剂;

非环境氧化剂;和

液体载体;

其中

该组合物不包含过氧化氢;

该组合物的pH<4,优选<3,更优选<2.5;

该第二材料选自Cu、W、氮化铝(AlNx,其中x=0.5至1)、氧
化铝(AlOx,其中x=1至1.5)、低k介电材料及其组合;和

选择性去除TiN或TiNxOy;并且TiN或TiNxOy相对于该第二材
料的去除选择性>1:1,优选>5:1,更优选>10:1。

胺盐缓冲剂包括但不限于氯化铵;硫酸氢铵;磷酸铵;草酸铵;
全氟磺酸铵;四氟硼酸铵;六氟钛酸铵;六氟硅酸铵;选自柠檬酸铵、
乙酸铵、乳酸铵的有机酸铵盐;及其组合;

其中铵具有N(R1R2R3R4)+的形式;其中R1、R2、R3、R4独立地选
自H、CH3、C2H5和C3H7。

非环境氧化剂包括但不限于过硫酸盐(包括但不限于过硫酸钠、
过硫酸铵);碘酸盐;高碘酸盐;Cl(I、III或V)化合物;Br(I、
III或V)化合物;及其组合。

液体载体包括但不限于水和非水液体载体,非水液体载体选自二
甲基砜,乳酸,二醇,以及包括但不限于环丁砜类、亚砜类、腈类、
甲酰胺类和吡咯烷酮类的极性非质子溶剂。极性非质子溶剂的具体实
例包括但不限于环丁砜、乙腈、二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮。

当液体载体是水时,组合物可以是水性的。水性组合物还包含酸
性氟化物(acidic fluoride)。

当组合物含有水和至少一种非水液体载体时,组合物可以是半水
性的。当非水液体载体不是极性非质子溶剂时,半水性组合物可以还
包含酸性氟化物。

酸性氟化物包括但不限于氟化氢铵、氟化氢烷基铵
(alkylammonium bifluoride)或水性氟化氢自身、氟硅酸、氟硼酸、
水合氟铝酸(acids of hydrated fluoroaluminates)及其组合。组合物可
以还包含具有高度分散在其整个结构中的负电荷的弱配位阴离子、腐
蚀抑制剂和表面活性剂。

弱配位阴离子包括但不限于对甲?#20132;?#37240;根(C7H8SO3-)、硫酸根
(SO42-)、硝酸根(NO3-)、三氟甲磺酸根(CF3SO3-)、氟代硫酸
根、全氟磺酸根(RfSO3-;Rf是C1至C4的全氟烷基基团)、全氟磺
酰亚胺根((Rf)2NSO2-;其中Rf是C1至C4的全氟烷基基团)、六氟
硅酸根(SiF62-)、六氟钛酸根(TiF62-)、四氟硼酸根(BF4-)、六
氟磷酸根(PF6-)、六氟锑酸根(SbF6-)、全氟烷基铝酸根((RfO)4Al-,
Rf是全氟烷基基团)及其组合。

本发明的其它方面、特征和实施方式将从随后的公开内容和所附
权利要求更全面地表现。

具体实施方式

一般地,本发明涉及用于相对于存在的金属导体层和低k介电层,
选择性地蚀刻硬掩膜层和/或光致抗蚀剂蚀刻残留物的组合物、?#20302;?#21644;
方法。具体地,本发明描述了具有良好的氮化钛硬掩膜材料(TiN或
TiNxOy,其中x=0至1.3且y=0至2)(为简单起见在下文中称为TiN
硬掩膜材料)去除速率,而不损坏金属1层(M1)(如钨)和包括
低k介电材料以及在一些情况下氮化铝(AlN,其中x=0.5至1)、氧
化铝(AlOx,其中x=1至1.5)介电层的其它M1层级(level)组分
的组合物、?#20302;?#21644;方法。

设计用于在晶片?#21450;?#21270;之后去除氮化钛硬掩膜材料(TiN或
TiNxOy,其中x=0至1.3且y=0至2)的组合物或制剂(组合物和制
剂在本发明中可以交换使用)通常使用过氧化氢作为氧化剂。如本文
所用的术语“制剂”和“组合物”可以互换使用。

用于去除氮化钛硬掩膜的涉及作为氧化剂的过氧化氢的化学作
用已被证明是有效的,但表现为与晶片的M1层中的钨金属不相容。
该制剂往往甚至比期望的TiN硬掩膜更容易地蚀刻钨。当使用过氧化
氢作为氧化剂在略微碱性的条件下溶解氮化钛成钛过氧化物物质时,
不幸的是,M1层级金属(如钨)也容易形成可溶性过氧化物并受到
这些化学作用的攻击。

本发明的化学作用避免使用过氧化氢。也就是说,更具体地,本
发明描述了用于在28nm晶片和更小的节点上去除氮化钛硬掩膜的新
型的无过氧化氢的剥离剂平台(制剂)。本发明的这?#29615;?#38754;产生与钨
的相容性高得多的化学作用。

在大气条件下的空气是温和的环境氧化剂的实例。术语?#33018;?#29615;境
氧化剂”包括不是空气或空气中的氧的任何氧化剂。

除非特别说明,大气条件下的空气通常在设备操作期间存在,温
和的环境氧化剂被认为对于制剂是存在的。

本发明在<4,优选<3,更优选<2.5的低pH下操作。制剂可以是
水性(只含有水的那些)和半水性(含有水和至少一种非水液体载体
的那些)制剂二者。制剂包含胺盐缓冲剂、非环境氧化剂、酸性氟化
物源和液体载体以去除氮化钛硬掩膜而不蚀刻钨。这种化学作用也不
蚀刻钨与低k介电层之间的TiN内衬。胺盐缓冲剂被用来将制剂的
pH维持为低于4,优选<3,更优选<2.5。非环境氧化剂和酸性氟化物
被用来有效地去除TiN。

制剂含有胺盐缓冲剂。胺盐缓冲剂可以包括但不限于氯化铵;硫
酸氢铵;磷酸铵;草酸铵;全氟磺酸铵;四氟硼酸铵;六氟钛酸铵或
六氟硅酸铵(其可以由氢氧化铵与六氟硅酸形成),或者包括但不限
于柠檬酸铵、乙酸铵、乳酸铵的有机酸铵盐,及其组合。

铵是指N(R1R2R3R4)+形式的任何胺的盐,其中R1、R2、R3、R4
可以全部相同或不同,和/或可以构成H、CH3、C2H5和C3H7。

胺盐缓冲剂的量在0.5-10重量%,优选1-10重量%,更优选2-8
重量%的范围内。

制剂含有非环境氧化剂,非环境氧化剂包括但不限于过硫酸盐
(包括但不限于过硫酸钠、过硫酸铵),碘酸盐,高碘酸盐,Cl(I、
III或V)化合物,Br(I、III或V)化合物,及其组合。

非环境非金属氧化剂以在0.2-3重量%,优选0.5-2重量%,更优
选0.5-1重量%的范围内的量使用。

制剂含有酸性氟化物;根据氧化物(例如,O3-原硅酸四?#38452;?br />(TEOS)层)或其他低k介电层的稳定性,该酸性氟化物可以是
<4000ppm,或<2000ppm,或<500ppm的量的溶剂分解(solvolyzing)
的酸性氟化物。

该溶剂分解的酸性氟化物可以包括但不限于氟化氢铵、氟化氢烷
基铵或水性氟化氢本身、氟硅酸、氟硼酸和水合氟铝酸。

制剂还包含液体载体。该液体载体可以包括但不限于水和非水液
体载体,该非水液体载体选自二甲基砜,乳酸,二醇,以及包括但不
限于环丁砜类、亚砜类、腈类、甲酰胺类和吡咯烷酮类的极性非质子
溶剂。极性非质子溶剂的具体实例包括但不限于环丁砜、乙腈、二甲
基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮。

制剂还可以含有酸性形式或胺取代形式的弱配位阴离子。弱配位
阴离子也用来将制剂的pH维持为低于4,优选低于3,更优选低于
2.5。

弱配位阴离子具有高度分散在其整个结构中的负电?#26705;?#19988;因此被
设计为使具有非常高?#20174;?#24615;的阳离子(如溶解的氮化钛的那些)稳定
并保持在水性制剂中。

弱配位阴离子可以包括但不限于对甲?#20132;?#37240;根(C7H8SO3-)、硫
酸根(SO42-)、硝酸根(NO3-)、三氟甲磺酸根(CF3SO3-)、氟代
硫酸根、全氟磺酸根(RfSO3-;其中Rf是C1至C4的全氟烷基基团)、
全氟磺酰亚胺根((Rf)2NSO2-;其中Rf是C1至C4的全氟烷基基团)、
六氟硅酸根(SiF62-)、六氟钛酸根(TiF62-)、四氟硼酸根(BF4-)、
六氟磷酸根(PF6-)、六氟锑酸根(SbF6-)和全氟烷基铝酸根((RfO)4Al-,
其中Rf是全氟烷基基团)以及它们的组合。

弱配位阴离子的量在1-10重量%,优选2-8重量%,更优选为4-8
重量%的范围内。

制剂可以含有腐蚀抑制剂以改善对于其它金属的相容性。

腐蚀抑制剂可以包括但不限于苯并三唑或取代的苯并三唑、聚乙
烯亚胺、儿茶酚、半胱氨酸和胱氨酸衍生物、甘氨酸、硫脲和硫缩二
脲(thiobiuret)、硅氧烷、氯化铝、氟化铝、咪唑、三唑和硼酸。

腐蚀抑制剂以<10000ppm,优选<5000ppm,更优选<1000ppm的
量使用。

制剂还可以含有表面活性剂以提高晶片表面的可湿润性。表面活
性剂的实例包括但不限于月桂基硫酸铵和广泛的有机硫酸盐,包括对
-甲苯硫酸酯的盐。表面活性剂通常以<1000ppm,优选<500ppm,更
优选<100ppm的量使用。

本发明的制剂提供了以下优点。

1.在70℃和更低温度下观察到高速率的氮化钛蚀刻。

2.该制剂的水性和半水性溶液是稳定的。

3.含有低活性氟化物的制剂显?#22659;?#20302;的TEOS蚀刻和?#21450;?#21270;的
2.2ILD膜蚀刻。

4.观察到低或基本上没有钨(W)蚀刻,所以这?#21046;?#21488;的制剂与
M1层相容,并且可以用于清洁M1层。

5.该制剂不损?#23435;?#19982;低k介电层之间的TiN内衬。

6.半水性制剂显?#22659;?#19982;其他制剂相比的低氮化铝蚀刻。

工作实施例已经?#25925;境?#26412;发明的关键特征和益处。

工作实施例

通过掺混如表1A中描述的组分来制备水性制剂。如表1B中描
述的制备半水性制剂。

将不同类型的TiN、W、TEOS和典型的层间介电(ILD)材料的
晶片(例如,?#21450;?#21270;的PDEMs 2.2)浸渍在制剂中,伴随500rpm搅
拌和加热到40与70℃之间。浸渍时间根据蚀刻速率而变化。

通过在由Creative Design Engineering,20565Alves Drive,
Cupertino,CA 95014制造的CDE RESMAP 273型台式四点探头上的
薄层电阻率测定蚀刻处理前后的膜厚度,来确定金属的蚀刻速率。通
过在SCI FilmTeK椭率仪上之前和之后的厚度,来测量ILD和TEOS
的蚀刻速率。

水性制剂示于表1A中。

表1A


使用非水液体载体的半水性制剂示于表1B中。

所有制剂的pH<4,除了制剂92I,该制剂的pH>4。

表1B


在以?#29575;?#26045;例和比较实施例?#24615;?0-70℃?#29575;?#29992;该制剂进行TiN
剥离研究。

实施例1

使用过硫酸盐作为非环境氧化剂

在表1A和1B中?#22659;?#30340;制剂在45和50℃下的蚀刻数据示于表2
中。

制剂92A充当比较实施例,在其中过氧化氢用作氧化剂。制剂含
有作为非环境氧化剂的0.5%过氧化氢。该制剂用3重量%氯化铵缓冲
至pH~4。从制剂92A观察到最小的TiN蚀刻,同时观察到明显的钨
蚀刻。

制剂92B充当另一个比较实施例,在其中制剂含有非环境氧化剂
(即,过硫酸盐),但不含酸性氟化物(即,微量氟氢化物)。92B
的结果显?#22659;?#20302;的TiN蚀刻速率。

制剂92I也充当比较实施例,其中该制剂的pH>4。制剂92I提供
了最小的TiN蚀刻速率,反而提供了相对高的W蚀刻速率。

表2.过硫酸盐制剂的蚀刻数据


*ND–未测定

*低k-?#21450;?#21270;的PEDMs 2.2

水性制剂92D、E和F的数据显?#22659;鰌H<4的含有非环境氧化剂
(即,过硫酸盐)和酸性氟化物(即,微量氟氢化物)的本发明制剂
能够提供高的TiN蚀刻速率,同时提供对于W和低k介电材料的优
异相容性。这些制剂提供了TiN相对于W(高至17)以及TiN相对
于低k介电材料(高至>100)的良好选择性。

对于加入了非水液体载体如环丁砜(极性非质子溶剂)或二甲基
砜的半水性制剂,表2中的数据显?#22659;鰌H<4的含有非环境氧化剂(即,
过硫酸盐)的、含有或不含有酸性氟化物(即,微量氟氢化物)的半
水性制剂也能够提供高的TiN蚀刻速率,同时提供对于W和低k介
电材料的优异相容性。这些制剂提供了TiN相对于W(高至10)以
及TiN相对于低k介电材料(高至>100)的良好选择性。

此外,表2中的数据还显?#22659;?#21547;有酸性氟化物的半水性制剂极大
?#26723;?#20102;氮化铝(AlN)蚀刻速率,同时在<50℃的温度下维持了TiN
相对于W、和/或TiN相对于低k介电质的良好蚀刻选择性。制剂显
?#22659;?#23545;于AlN层的保护。

含有极性非质子溶剂环丁砜作为唯一的非水液体载体的半水性
制剂在不存在酸性氟化物的情况下(94D)极大?#26723;?#20102;氮化铝(AlN)
蚀刻速率,同时维持了TiN相对于W、和/或TiN相对于低k介电质
的良好蚀刻选择性。制剂显?#22659;?#23545;于AlN层的保护。

本发明的制剂已经证实了它们对于去除TiN硬掩膜的有效性以
及它们对于W、氮化铝(AlN)和低k介电材料的良好相容性。

本发明的半水性制剂对期望对于氮化铝或氧化铝具有相容性的
?#20302;?#26497;其有用。

前述实施例和优选实施方式的描述应看作是说明性的,而非限制
由权利要求限定的本发明。如将容易认识到的,可以采用上述特征的
众多变化和组合而不偏离权利要求中所述的本发明。这样的变化不认
为是偏离本发明的精神和范围,并且所有这样的变化都旨在被包括在
随附权利要求的范围内。

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本文标题:选择性去除氮化钛硬掩膜和蚀刻残留物的去除.pdf
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