[发明专利]用于去除灰化后残留物和/或用于氧化蚀刻含TiN层料或掩模的含咪唑烷硫酮组合物

说明书

本发明描述了一种用于从半导体衬底的表面去除蚀刻后或灰化后残留物的清洁组合物和所述清洁组合物的相应用途。进一步描述了所述清洁组合物与一种或多种氧化剂结合例如用于优选在钨材料存在下氧化蚀刻或部分氧化蚀刻半导体衬底表面上的包含TiN或由TiN组成的层料或掩模和/或用于从半导体衬底的表面去除蚀刻后或灰化后残留物的用途。此外，描述了包含本发明的清洁组合物和一种或多种氧化剂的湿蚀刻组合物、所述湿蚀刻组合物用于优选在钨材料存在下氧化蚀刻或部分氧化蚀刻半导体衬底表面上的包含TiN或由TiN组成的层料或掩模和/或用于从半导体衬底的表面去除蚀刻后或灰化后残留物的用途、使用所述湿蚀刻组合物由半导体衬底制造半导体器件的方法和包含本发明的清洁组合物和一种或多种氧化剂的套装。还描述了咪唑烷硫酮在用于蚀刻或部分蚀刻半导体衬底表面上的层料或掩模和/或用于清洁半导体衬底的组合物中的用途。

本发明涉及一种用于从半导体衬底的表面去除蚀刻后或灰化后残留物的清洁组合物和所述清洁组合物的相应用途。本发明进一步涉及所述清洁组合物与一种或多种氧化剂结合例如用于优选在钨材料存在下氧化蚀刻或部分氧化蚀刻半导体衬底表面上的包含TiN或由TiN组成的层料或掩模和/或用于从半导体衬底的表面去除蚀刻后或灰化后残留物的用途。此外，本发明涉及包含本发明的清洁组合物和一种或多种氧化剂的湿蚀刻组合物、涉及所述湿蚀刻组合物用于优选在钨材料存在下氧化蚀刻或部分氧化蚀刻半导体衬底表面上的包含TiN或由TiN组成的层料或掩模和/或用于从半导体衬底的表面去除蚀刻后或灰化后残留物的用途、涉及使用所述湿蚀刻组合物由半导体衬底制造半导体器件的方法并涉及包含本发明的清洁组合物和一种或多种氧化剂的套装。本发明还涉及咪唑烷硫酮在用于蚀刻或部分蚀刻半导体衬底表面上的层料或掩模和/或用于清洁半导体衬底的组合物中的用途。

制造半导体器件的方法是光刻和化学加工步骤的多步骤序列，在此过程中在由纯半导体材料制成的晶片(“半导体晶片”)上逐渐建立电子电路。优选使用硅作为半导体材料。典型的半导体晶片由极纯的硅制成，其使用所谓的“柴氏法”生长成直径最多300mm的单晶圆柱锭。然后将这些锭切片成大约0.75mm厚的晶片并抛光以获得非常规则和平整的表面。制造半导体晶片的特定方法组织在几个阶段中，包含例如所谓的“前道工序”(“FEOL”)和“后道工序”(“BEOL”)加工阶段。

FEOL加工阶段是指直接在半导体晶片的材料(通常硅)中形成晶体管。通过超纯的几乎无缺陷的硅层的外延生长建造原始半导体晶片。在前道表面工程后接着栅极介电层(通常二氧化硅)的生长、栅极的图案化、源极和漏极区的图案化和掺杂剂随后注入或扩散到半导体材料中以获得所需互补电性质。

一旦在FEOL加工中已创建各种器件(例如动态随机存取存储器，DRAMs；静态随机存取存储器，SRAMs；电可编程只读存储器，EPROMs；或complementary metal on silicon，CMOS)，它们必须互连以形成所需电路。这在统称为BEOL的一系列晶片加工步骤中发生。BEOL加工阶段涉及在半导体晶片的表面上创建金属互连线，它们通过由具有低介电常数的材料制成的层隔离。

随着引入铜代替铝作为导电材料，已经开发出用于在半导体衬底上形成集成电路互连的复杂多步骤制造法。制造半导体集成电路中的典型方法需要几百个步骤。这些步骤包括几个类型的阶段，如扩散、光刻、蚀刻、离子注入、沉积和溅射。

用于在半导体衬底上形成集成电路互连的一种特定的多步骤制造法被称为镶嵌法及其变体，如双镶嵌法，包括TFVL(“先沟槽再通孔”)双镶嵌法、VFTL(“先通孔再沟槽”)双镶嵌法、自配向双镶嵌法或使用蚀刻掩模，例如金属硬掩模的双镶嵌图案化法(关于后者参见例如文献US 6,696,222)。在双镶嵌加工技术中，通过将结构的形状蚀刻到下方层间介电(“ILD”)材料中，将所需集成电路互连结构图案化。在图案化后，通常在蚀刻结构上沉积薄阻挡层(例如由Ta/TaN、TiN、CoWP、NiMoP、NiMoB制成)，例如作为铜扩散阻挡层。在阻挡层上通常沉积种子层，其支持铜在下方材料上的更好附着力并且也在镀层工艺的过程中充当催化材料。用于这些种子层的典型材料是包括Pd的化合物或其它化合物，例如聚合物和有机材料。原始沉积法(镶嵌法)被设计为独自加工每个层。