[发明专利]微电子基底清洁组合物

说明书

技术领域

本发明涉及组合物，其用于通过去除等离子蚀刻后或蚀刻/灰化后残余物清洁微电子基底以及硅基抗反射涂层，且能够在与铝、铜和低k电介质，且特别是多孔低k电介质相容的情况下进行清洁。特别地，本发明提供基本上基于溶剂的去除剂组合物，且还提供使用该组合物清洁微电子基底和设备的方法。

背景技术

半导体设备已通过以下步骤而制备：用光致抗蚀剂涂覆无机基底；通过暴露于光且随后显影而使光致抗蚀剂膜形成图案；使用该形成图案的光致抗蚀剂膜作为掩模蚀刻该无机基底的暴露区域以形成微小电路；和从无机基底去除该形成图案的光致抗蚀剂膜。或者，以上述相同方式形成微小电路后，将该形成图案的光致抗蚀剂膜灰化，然后将剩余的抗蚀剂残余物从无机基底去除。

随着更小电路线的进步，以及使用更先进的光刻术(例如，193nm，ArF)获得该电路线，需要抗反射涂层以控制临界尺寸(CD)和保持高图象质量。因此，最近扩大了Si基旋压(spin-on)抗反射涂层的作用以加入图像转移职责。使用该旋压Si基抗反射涂层的优点通常至少为双重的：它们易于平面化，且与使用ArF在193nm的光刻术所需的光致抗蚀剂的化学组成差别足够大，以使得促进了干法刻蚀过程中高分辨图像转移。然而，在干法刻蚀步骤之后，需要去除任何光致抗蚀剂或光致抗蚀剂残余物和剩余的抗反射涂层，而不损坏下面的电介质层或任何已进行的金属化。

因此需要提供去除蚀刻/灰化残余物、光致抗蚀剂和抗反射涂层的清洁组合物，且同时不损坏任何下面的电介质层或微电子设备的金属化(metallization)。特别需要提供用于去除蚀刻/灰化残余物、光致抗蚀剂和Si-抗反射涂层的清洁组合物，同时不损坏任何潜在的低k电介质层，特别是任何多孔低k电介质层，它们本身为化学类似的材料，且不损坏任何微电子设备的金属化，特别是铜或铝金属化。

发明内容

本发明的去除残余物的清洁组合物为基于含酸性四氟硼酸根的溶剂的组合物。这些组合物具有的pH为3或更小，且包含约80％至约99％重量的砜溶剂，约0.25％至19％重量水，约0.25％至10％重量的至少一种提供四氟硼酸根离子(BF₄^-)的组分。该组合物可包含螯合剂，多元醇，表面活性剂和酸。本发明的组合物可用于清洁微电子基底以去除蚀刻/灰化残余物，特别是从包括含Si抗反射涂层以及下面的低k电介质层(特别是任何多孔低k电介质层)的那些微电子基底清洁。为实现清洁微电子基底或设备，该微电子基底或设备与本发明的组合物在足以实现该清洁的温度下接触足以实现该清洁的时间。

发明详述

本发明的去除残余物的清洁组合物为基于包含酸性四氟硼酸根的有机砜溶剂的组合物。这些组合物具有的pH为3或更小，且包含约80％至约99％重量的至少一种砜溶剂，约0.25％至约19％水和约0.25％至约10％重量的至少一种提供四氟硼酸根离子(BF₄^-)的组分。

任何合适的有机砜可在本发明的组合物中使用。合适的砜包括，但不限于，二甲基砜，二乙基砜，二苯基砜，2-(甲基锍)乙醇，甲基苯基砜，乙基苯基砜，二丁基砜，二苄基砜和四氢噻吩-1，1-二氧化物(环丁砜)。优选环丁砜。本发明的清洁组合物中存在的砜组分的量的范围通常为该组合物的约80％至约99％重量，优选约85％至约95％，且更优选约89％至约93％。

本发明的清洁组合物中存在的水的量通常为该组合物的约0.25％至约19％重量，优选约2％至约14％，且更优选约4％至约10％。

提供四氟硼酸根离子的组分可为任何合适的可离子化的含四氟硼酸根的化合物，如，但不限于四氟硼酸HBF₄，及其盐与强无机酸的组合。合适的盐包括，但不限于四氟硼酸铵(NH₄BF₄)，N-甲基-N-烷基吡咯烷鎓四氟硼酸盐，烷基四氟硼酸铵盐，碱金属四氟硼酸盐如锂、钠或钾四氟硼酸盐。任何合适的强无机酸可与四氟硼酸盐一起使用，且包括，但不限于，强无机酸如盐酸，硫酸，磷酸和硝酸。用于本发明的清洁组合物以提供四氟硼酸根离子优选为四氟硼酸，HBF₄。四氟硼酸通常为商购的48％的水溶液，且可原样使用。四氟硼酸经历水解产生一些量的HF。组合物中HF的存在使得可选择性蚀刻Si基材料。提供四氟硼酸根离子的组分在本发明的清洁组合物中存在的量通常为该组合物的约0.25％至约10％重量，优选约1.5％至约7％，且更优选约2.5％至约4.5％。