[发明专利]表面活性剂/消泡剂混合物用于增强硅基板的金属负载及表面钝化的应用

说明书

技术领域

本发明总体上涉及将材料层，例如，低-k介电材料，从其上具有该材料的基板或制品移除以回收、再加工、重复利用和/或再使用该基板或制品的方法，且涉及使用该方法制造的产品。

背景技术

随着装置尺寸降低，对与高密度、超大规模积体(ULSI)半导体布线相关性能逐渐增加的需求日益需要使用低介电常数(低-k)绝缘层以增加信号传输速度。

典型的低-k材料包括使用市售前体沉积的碳掺杂氧化物(CDO)，例如SiLK^TM、AURORA^TM、CORAL^TM、或黑金刚石(BLACKDIAMOND)^TM，例如使用专有黑金刚石^TM方法。这种CDO通常使用化学蒸气沉积(CVD)方法从有机硅烷及有机硅氧烷前体形成。CVD碳掺杂氧化物低-k介电材料通常由整体介电常数小于约3.2的多孔低密度材料构成，且通常通过在已形成它的其它半导体结构，例如金属互联线及通孔内形成多个CDO层来用于各种半导体结构中。例如，CDO可用作介电绝缘层(金属间介电(IMD)层)、覆盖层和/或某些结构的间隙填充材料。

经常地，在多层器件制造过程或鉴定过程期间在不可接受的层处理之后，微电子器件晶圆，例如硅半导体晶圆，必须废弃。可能出现许多处理问题，例如，层的不均匀沉积或后续蚀刻误差。在选定处理步骤之后实施许多质量控制测试方法，由此可能使可接受的半导体晶圆因各种原因而被拒绝并“废弃”，这导致重大的非生产成本。除不合格晶圆以外，测试晶圆通常由于不能回收或重复利用某些膜类型而被废弃。测试晶圆支出位列工厂的前三大材料费用中。

现有技术实践已将不合格或废弃的过程晶圆送回至晶圆供货商用以处理，由此使用化学及机械方法从半导体晶圆移除材料层，例如，介电层如CDO层，用以再使用该晶圆。成功移除介电层及位于晶圆上的其它特征之后，使晶圆在新的多层半导体器件制造过程中重复利用或再使用。随着半导体晶圆制造向较大直径晶圆(例如12英寸晶圆)的转移，废弃及重复利用出厂过程晶圆由于高的非生产性成本而日益变得越来越缺乏吸引力。

本文公开经改良的组合物及方法，由此至少一种材料(例如，金属堆栈材料、蚀刻终止层、光阻剂、屏障层、和/或包括高-k层及低-k层在内的介电层)可从微电子器件结构被移除，以回收、再加工、重复利用、和/或再使用这种结构，由此使所述组合物及方法与现有制造方法及组份兼容。下方器件基板(例如，硅)优选不会被该移除组合物损坏。优选地，使用这种组合物从微电子器件移除材料(例如，低-k介电材料层)的方法可在单一步骤中实施，且因此不需要高能耗的氧化步骤。

除移除材料层同时使对下方基板材料的损坏降至最低以外，本发明的组合物可经调配以符合当地环境要求。例如，高氟化物浓度及高有机溶剂浓度可使得组合物由于废水处理问题而难以用于大量制造中。视调配物的化学需氧量(COD)的值(其中溶液的COD是在强氧化剂的存在下在酸性条件下可完全氧化成二氧化碳的有机化合物的量的量度)而定，可能不允许调配物存于设备废水中而直接返回至环境中。例如，在瑞士(Switzerland)，废水样品的COD必须降至200与1000mg/L之间的废水或工业水才能返回至环境中(Pupunat，L.、Sollberger，F.、Rychen，P.，“Efficient Reduction of Chemical Oxygen Demand inIndustrial Wastewaters，”http://www.csem.ch/corporate/Report2002/pdf/p56.pdf)。

若废水仅含有氟化物源(无有机溶剂)，则可使用氟化物处理系统来首先从废水中移除氟化物，且然后可将水排放至环境中。若废水仅含有有机溶剂(无氟化物源)，可使用有机处置系统(例如焚化炉)。不利地是，焚化系统不能接受含高氟化物浓度的废水样品，此乃因氟化物源可损坏焚化炉构造材料。

因此，除提供用于从微电子器件结构移除至少一种材料用于回收、再加工、重复利用、和/或再使用这种结构的经改良的组合物及方法以外，该组合物和/或使用该组合物的方法优选符合与该组合物的处置有关的当地规定标准。

发明内容

本文公开了组合物及方法，其中这种组合物及方法用于将至少一种材料(例如，介电材料层和/或其它材料层)从其上具有该材料的微电子器件结构移除，用于回收、再加工、重复利用、和/或再使用该微电子器件结构，且公开使用移除组合物的方法及使用该方法制造的产品或中间产品。