[发明专利]具有优异基材相容性和优越镀液稳定性的酸性半水性氟化物活化的抗反射涂层清洁剂

说明书

本文提供了一种新颖的酸性氟化物活化的清洁化学品，其具有高效的ARC去除、清洁能力和对多种材料的优异相容性。本发明描述的组合物在FEOL、BEOL和FPD应用中提供ARC去除、PR剥离、蚀刻/灰分残余物清洁和CMP残余物去除，同时提供优异的基材相容性、pH稳定性、镀液稳定性，且不发生不期望的表面改性。

技术领域

本发明涉及微电子清洁组合物，以及这样的清洁组合物在清洁微电子装置的方法中的用途，其尤其用于具有较高基材和镀金属(metallization)相容性的抗反射涂层(ARC)去除和残余物清洁组合物。

背景技术

微电子和纳米电子装置生产中的最近进展已导致需要具有前段制程(FEOL)和后段制程(BEOL)二者的剥离或清洁能力的新的剥离和清洁组合物。已发现迄今为止通常使用的清洁组合物不适合用于微电子或纳米电子平台生产中所用的新材料。先前使用的剥离或清洁组合物侵蚀性过高和/或选择性不足。在生产这些较新的微电子或纳米电子装置中使用的新近采用材料中有诸如以下的材料：低-_k(＜3)和高-_k(＞20)以及多孔电介质、铜镀金属、氟聚合物抗反射涂层(ARC)、特殊硬掩膜(例如由Ti和TiN组成的那些)、Si/Ge或Ge的应变晶片和金属盖层(例如CoWP和CoWB的那些)。这些新材料为装置制造商带来了新的困难挑战。

例如，Cu/低-_k结构的清洁不仅需要良好的清洁能力，而且也需要具有优越基材相容性的溶液。已开发的用于含有Al/SiO₂或Al(Cu)/SiO₂结构的传统或常见半导体装置的许多工艺技术不能应用于Cu/低-_k和高-_k结构。反之亦然，除非作出重大调整，否则许多Cu/低-_k剥离剂不适用于Al镀金属。

Cu/低-_k和/或高-_k结构的制造工艺通常产生异常硬化的光致抗蚀剂层、坚硬的等离子蚀刻和/或灰化残余物。即使是高侵蚀性试剂(例如HF酸、羟胺和强碱溶液)，通常也不能同时提供合适的清洁以及可接受的基材相容性。

基于氟化物或HF的水溶液已广泛用作传统的FEOL和BEOL蚀刻剂和清洁剂。通常，开发这些类型的清洁剂作为氧化物蚀刻剂或灰分残余物去除剂。例如，经稀释HF(dHF)溶液和经缓冲氧化物蚀刻剂(BOE，由HF/NH₄F/H₂O组成)是有效的氧化物(氧化硅)去除剂和有限的残余物清洁剂，但通常在剥离光致抗蚀剂中无效。

许多含有氟化物或HF的基于有机溶剂的或半水性溶液也已用于许多BEOL应用中。然而，这些产品中的大多数在多用途应用(例如去除等离子硬化光致抗蚀剂和ARC)中仍然无力。对于具有新的挑战性类型材料的先进FEOL和BEOL应用，它们有时也侵蚀性过高、选择性不足或不能满足新的高要求的基材相容性和选择性需要，所述新的挑战性类型材料为诸如低-_k和高-_k和多孔电介质、铜镀金属、氟聚合物抗反射涂层(ARC)、特殊硬金属闸极(例如Ti和TiN的那些)、Si/Ge或Ge的变形晶片和金属盖层(例如CoWP和CoWB的那些)。因此，需要新的和经改良的剥离或清洁组合物，联合用于较新微电子和纳米电子装置的这些新材料用于多用途应用。