[发明专利]衬底处理的方法和用于所述方法的处理组成物

说明书

技术领域

本发明涉及用于衬底处理的酸性组成物，以及使用该组成物处理衬底的方法。

背景技术

尽管某些伴随的问题，半导体处理使用光致抗蚀剂，包括使用电子束抗蚀剂是普遍的。这些问题包括去除或剥除抗蚀剂遇到的困难。一些光致抗蚀剂被高度注入，例如，离子剂量超过10¹⁵原子/平方厘米，且注入能量高于20keV，和差不多40keV或更高。这些经注入的抗蚀剂不能通过常规的衬底处理工艺完全去除，并且甚至在某些情况下不能部分去除。

根据注入能量的等级和掺杂物的类型（硼、砷等），许多光致抗蚀剂和它们的残余物通过SPM（硫酸双氧水混合物）、SOM（硫酸臭氧混合物）剥除或者，替代地，通过有机溶剂剥除；然而，这些技术不能对所有的抗蚀剂给出令人满意的结果或根本不能去除残余物。

美国公布的专利申请No.2009/0281016描述了包括硫酸和过碘酸的组成物，以及他们在剥除注入了离子的光致抗蚀剂中的使用。在某些实施方式中，该组成物可包括水，但其含量优选在最低限度。虽然提到了更宽的工艺温度范围，实际上混合物在温度为60到90℃的范围使用，符合由于爆炸或过度热释放的危险，过碘酸和强无机酸的混合物不应该加热到混合物脱水的温度的常规观念。

发明内容

本发明人已经惊奇地发现高卤酸的水溶液可以与浓硫酸或甚至发烟硫酸安全地混合，且可在工艺温度为110℃至145°C的范围内使用，而没有组成物的分解或爆炸。

因此，本发明的一个方案是一种剥离光致抗蚀剂的方法，该方法包括用硫酸和高卤酸的混合物处理光致抗蚀剂，该混合物被加热到110℃至145℃的温度范围内。

与本发明的方法相关联的另一个令人惊奇的发现是，与现有技术所描述的相比，硫酸和高卤酸的混合物在上述温度使用时，其能够在远远较短的处理时间内剥离甚至是高掺杂的抗蚀剂层，这些时间是15分钟或更少，优选为十分钟或更少，更优选为五分钟或更少，最优选为四分钟或更少。优选处理时间的范围是从30秒到15分钟，优选一至十分钟，更优选为一到五分钟，最优选90秒到4分钟。

本发明的另一种方案是硫酸和高卤酸的稳定混合物，其中该混合物的温度是在110℃至145℃的范围内。

本发明的又一种方案是一种制备用于剥离光致抗蚀剂的组成物的方法，其包括使高卤酸溶解于水以形成高卤酸的水溶液，使该高卤酸的水溶液与硫酸结合形成处理液体，并且加热该处理液体至温度处于110℃至145℃的范围内。

实施方案的以下详细描述将进一步说明本发明，但不应该被视为对所附权利要求中采用的措辞进行限制。

附图说明

图1示出显示光刻胶去除的有效性的电子显微照片。

具体实施方式

除非另有说明，所有的百分比都是重量百分比。

添加强氧化剂（H₅IO₆，HClO₄等）到96％（或更浓缩的100％，发烟硫酸）的硫酸，作为超强酸的、无机的、氧化的、稳定的溶剂发挥作用。

令人惊奇地发现高卤酸可以与浓硫酸甚至发烟硫酸安全地混合，而没有爆炸或过量热量的释放，即使是在预期水将从混合物中释放的温度下也如此。水的存在通常被认为是减弱比如HClO₄或H₅IO₆等的爆炸性质。先前已认为为避免爆炸/分解，加热如此浓缩的混合物是不可取的，这与上述的美国所公开的专利申请No.2009/0281016中进行的实验一致。

高卤酸优选为可以采取HIO₄或H₅IO₆的形式的高碘酸。高碘酸是强氧化剂。在稀溶液中，高碘酸以离子H⁺和IO^4-存在。当其越来越浓时，就形成原高碘酸，H₅IO₆。这也可获得结晶固体。进一步加热生成五氧化二碘（I₂O₅）和氧（根据方程式I）。

方程式I：2H₅IO₆=I₂O₅+5H₂O+O₂

无水七氧化二碘在自然界中不存在，但可以通过合成形成。