[发明专利]TiN硬掩模和蚀刻残留物去除

说明书

本发明公开了用于从28/20nm图案晶片去除PVD TiN硬掩膜的组合物、方法和体系。所述组合物使用过氧化物作为氧化剂在微碱性条件下去除PVD TiN硬掩模。所述组合物包含大体积或长链的有机胺或多烷基胺以提高PVD TiN对CVD TiN的去除/蚀刻选择性。所述组合物进一步含有长链有机酸或胺以维持Co相容性。

本申请是2016年05月03日提交的申请号为201610555724.1和发明名称为“TiN硬掩模和蚀刻残留物去除”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求在先的于2015年5月1日提交的美国专利申请序列号62/155,794、在先的于2015年5月20日提交的美国专利申请序列号62/164,293和在先的于2016年1月21日提交的美国专利申请序列号62/281,658的优先权权益，上述专利申请的内容通过引用并入本文中。

背景技术

随着其规模发展到愈来愈小的特征尺寸，集成电路(IC)可靠性在IC制造技术中的关注日益增加。迹线互连失效机制对器件性能和可靠性的影响使得对集成方案、互连材料和工艺的要求要高得多。为了形成双镶嵌互连图案，需要最佳的低k介电材料和与其相关的沉积、图案光刻、蚀刻和清洁。互连-图案晶片制造的硬掩模方案途径是将图案以最紧密的最佳尺寸控制转印到底层中的能力。

随着技术节点进步到纳米技术，金属硬掩模材料例如TiN用于在图案蚀刻过程期间对低k材料获得更好的蚀刻/去除选择性、更好的图案保持和轮廓控制。

已经开发了从衬底撤回或去除这些类型的金属硬掩膜的组合物。以下专利是代表性的。

US2006/0226122公开了一种包含过氧化氢、有机鎓氢氧化物和酸的湿蚀刻组合物。在另一个实施方式中，该发明涉及一种相对于包含硅、硅氧化物、玻璃、PSG、BPSG、BSG、氮氧化硅、氮化硅和碳氧化硅及其组合和混合物和/或光致抗蚀剂材料中的一种或多种的周围结构选择性地湿蚀刻金属氮化物的方法，包括以下步骤：提供包含过氧化氢、有机鎓氢氧化物和有机酸的湿蚀刻组合物；和在有效地相对于周围结构选择性地蚀刻金属氮化物的一定温度下，将待蚀刻的金属氮化物暴露于湿蚀刻组合物有效地相对于周围结构选择性地蚀刻金属氮化物的一段时间。

US2011/0147341公开了一种用于钛基金属、钨基金属、钛/钨基金属或者它们的氮化物的蚀刻溶液。该蚀刻溶液含有10-40质量％的过氧化氢、0.1-15质量％的有机酸盐和水。

US7,922,824公开了一种用于从其上具有等离子体蚀刻后残留物的微电子器件上清洁所述残留物和/或硬掩模材料的氧化性水性清洁组合物和工艺。该氧化性水性清洁组合物包含至少一种氧化剂、至少一种氧化剂稳定剂(包含选自由伯胺、仲胺、叔胺和胺-N-氧化物所组成的组的胺类物质)、任选地至少一种共溶剂、任选地至少一种金属螯合剂、任选地至少一种缓冲物质和水。该组合物实现了微电子器件上残留材料的高效清洁，同时不损害也存在于其上的层间介电质和金属互连材料。

US7,928,046公开了一种pH约为9或者更低的不含硅酸盐的水性清洁组合物和使用该清洁组合物清洁微电子衬底的方法，该组合物能够基本上完全清洁这些衬底并且基本上不产生这些衬底的金属元件的金属腐蚀。该发明的水性清洁组合物含有(a)水、(b)铵和季铵离子中的至少一种和(c)次磷酸(H₂PO₂^-)和/或亚磷酸(HPO₃^2-)离子中的至少一种。该清洁组合物也可含有氟离子。任选地，该组合物可以含有其它组分，如有机溶剂、氧化剂、表面活性剂、腐蚀抑制剂和金属络合剂。