[发明专利]用于从包括氮化钛的表面剥离光致抗蚀剂的组合物和方法

说明书

本发明已经开发了一种用于从微电子器件去除本体和/或硬化光致抗蚀剂材料的方法和低pH组合物。所述低pH组合物包括硫酸和至少一种含磷的酸。所述低pH组合物有效去除所述硬化光致抗蚀剂材料，而不损坏下面的含硅层或金属栅极材料。

技术领域

本发明大体上涉及从包含抗蚀剂、特别是高剂量注入抗蚀剂的微电子器件去除所述抗蚀剂的组合物和方法。所公开的组合物和方法相对于氮化钛选择性去除所述抗蚀剂。

背景技术

抗蚀剂(包括光致抗蚀剂)是用于在半导体器件制造期间在基板(例如半导体晶片)上形成图案化层的辐射敏感性(例如光辐射敏感性)材料。在将抗蚀剂涂覆的基板的一部分暴露于辐射后，抗蚀剂的暴露部分(对于正性抗蚀剂来说)或抗蚀剂的未暴露部分(对于负性抗蚀剂来说)被去除以露出下面的基板表面，使其余的基板表面被抗蚀剂涂覆和保护。抗蚀剂可以被更一般地称为掩蔽材料。可在基板的未覆盖表面和剩余抗蚀剂上进行其它制造方法，例如离子注入、蚀刻或沉积。在执行其它制造方法后，在剥离操作中去除剩余的抗蚀剂。

在离子注入中，掺杂剂离子(例如，硼、二氟化硼、砷、铟、镓、磷、锗、锑、氙或铋的离子)朝着待注入的基板加速。将离子注入基板的暴露区中以及剩余的抗蚀剂中。离子注入可用于例如在基板中形成注入区，例如晶体管的沟道区以及源极区和漏极区。离子注入还可用于形成轻微掺杂的漏极和双扩散漏极区。然而，被注入抗蚀剂中的高剂量离子可从抗蚀剂的表面消耗氢，致使抗蚀剂形成外层或外壳，所述外层或外壳可以是比抗蚀剂层的下面部分(即抗蚀剂层的本体(bulk)部分)更硬的碳化层。所述外层和所述本体部分具有不同的热膨胀率并且以不同的速率对剥离方法作出反应。

一种类型的晶体管被称为场效应晶体管(FET)。FET也可以被称为金属氧化物半导体FET(MOSFET)，但MOSFET是具有硅栅极而非金属栅极的FET的误称。FET晶体管包含源极区、漏极区、在所述源极区与所述漏极区之间的沟道区、在所述沟道区上方的栅极绝缘体和在所述栅极绝缘体上方的栅电极。在来自非常早期技术的早期FET中，栅电极通常包含金属。在后来的技术中，栅电极通常包含半导体硅(例如，呈多晶硅形式)。使用硅是因为硅与用作栅极绝缘体的二氧化硅相容，并且因为硅能耐受可用于制造FET和包括FET的集成电路的高温。然而，一些非常新的技术再次使用金属栅电极。金属具有拥有比多晶硅小的电阻的优点，从而减少了信号传播时间。此外，在晶体管尺寸比前述技术的尺寸小的非常新的技术中，有必要使栅极介电层非常薄(例如，一纳米)。非常薄的栅极介电层可能在多晶硅栅电极中造成被称为多晶硅耗尽(poly depletion)的问题，其中当晶体管的沟道区倒置时在紧接栅极介电质的多晶硅栅电极中形成耗尽层。为了避免多晶硅耗尽，需要金属栅极。可使用多种金属栅极材料，通常与被称为高k介电质的相对高介电常数的栅极绝缘体材料相结合使用。金属栅极材料的实例包括钽、钨、氮化钽和氮化钛(TiN)。

抗蚀剂剥离的一个重要方面涉及基板的损坏，或基板的一部分的不期望的去除，其可能由抗蚀剂剥离产生。这种损坏是不期望的，因为它可能造成被形成在基板中或基板上的结构和器件(例如，被形成在半导体晶片或硅晶片中或上的晶体管或其它电子器件)不起作用或作用不良。基板材料的损坏或去除的实例包括但不限于硅或氮化钛(TiN)例如在FET的金属栅极中包含的TiN或在半导体与金属之间的阻挡层中包含的TiN的损坏或去除。损坏可能涉及溶解(蚀刻)、转化为不同的固相例如氧化物，或两者的组合。例如，已知硫酸可有效去除高剂量注入抗蚀剂，但是它可能对TiN的腐蚀性非常大。不利的是，典型的表面活性试剂由于很差的溶解性和/或被非常强的酸质子化而不能充分充当硫酸中的抑制剂。

因此，需要能够剥离高剂量注入抗蚀剂而基本上不损坏基板上继续存在的其它材料的组合物。最优选的是，高剂量注入抗蚀剂剥离组合物有效和高效地去除抗蚀剂而基本上不损坏金属栅极材料如TiN。

附图说明

图1示出组合物A、D、E、G和H在从表面上的多个位置去除光致抗蚀剂方面的去除有效性，其在1至10的量表上进行评级。

发明内容