[发明专利]高阶节点工艺后端处理的蚀刻后残留物去除

说明书

本发明涉及一种在使用含铝蚀刻停止层的半导体的生产中帮助去除蚀刻后残留物及含铝材料、例如氧化铝的清洁组合物。所述组合物相对于低k介电材料、含钴材料和微电子装置上的其它金属对蚀刻后残留物和含铝材料具有高选择性。

相关申请案

本申请案主张2017年1月17日申请的美国临时申请案62/447,247号的权利，所述案的公开内容的全文是以引用方式全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于从微电子装置去除蚀刻后残留物的组合物及其制造及使用的方法，其中所述组合物针对相对于低k电介质材料、含钴材料和微电子装置上的其它金属的蚀刻后残留物和含铝材料具有一高选择性。

背景技术

随着装置节点在高阶半导体制造中缩减至低于10纳米(nm)，引入新材料以获得更好的装置性能及可制造性。正在考虑的新材料的实例包含钴通路接触件、含铝蚀刻停止层和氮化钛势垒层。

与含钴材料、氮化钛和低k电介质材料兼容的蚀刻后清洁化学物质实现在更小及更高阶节点处的制造工艺。在后端(BEOL)，铜(Cu)仍被用作一互连金属线，因此与铜兼容的一清洁化学调配物以及新材料是有利的。

需要相对于装置中的其它层对蚀刻后残留物和含铝材料(例如，氧化铝)具有受控蚀刻速率及选择性的清洁组合物，所述其它层可包含含钴材料、铜、低k电介质和氮化钛势垒层。

发明内容

在使用钴通路接触件、低k电介质材料和铜互连件制造微电子装置期间，蚀刻后残留物去除的问题是通过相对于其它层(如含钴层、铜和低k电介质材料(包含超低k电介质材料))对蚀刻后残留物和含铝材料具有一蚀刻速率选择性的一组合物来解决。

具体实施方式

本文中描述相对于其它层(如含钴材料、铜互连件和低k电介质材料)对含铝材料(例如，氧化铝)具有蚀刻选择性的清洁组合物。此外，本文中描述使用所述清洁组合物从微电子装置有效地去除蚀刻后残留物和含铝蚀刻停止层(包含氧化铝)的方法。

为方便参考，“微电子装置”对应于半导体衬底、平板显示器、相变内存装置、太阳能板和包含太阳能电池装置、光伏打装置和微机电系统(MEMS)的其它产品，其被制造用于微电子装置、集成电路、能量收集或计算机芯片应用。应了解，术语“微电子装置”、“微电子衬底”和“微电子装置结构”并不意欲以任何方式限制，并包含将最终变成一微电子装置或微电子总成的任何衬底或结构。微电子装置可经图案化、经覆盖、为一控制和/或一测试装置。

如本文所用，“约”旨在对应于陈述值的±5％。

“基本上缺乏”在本文中定义为小于2重量％，优选地小于1重量％，更优选地小于0.5重量％，甚至更优选地小于0.1重量％，且最优选地0重量％。

如本文所定义，“含铝材料”包含含铝蚀刻停止层(例如，氧化铝或氮化铝)。

如本文所定义，“氧化铝”可由Al_xO_y表示，所述式意味着氧化铝可具有不同化学计量并可包含不同的铝氧化物(例如，Al₂O₃)，此取决于原始含铝反应物及沉积的方法，以及任何杂质的存在。可在物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)或化学气相沉积(CVD)下沉积氧化铝。

如本文所定义，“低k电介质材料”对应于用作一分层微电子装置中的一电介质材料的任何材料，其中材料具有小于约3.5的一电介质常数。低k电介质材料包含超低k电介质材料。优选的是，低k电介质材料包含低极性材料(如含硅有机聚合物、含硅混合有机/无机材料、有机硅酸盐玻璃(OSG)、原硅酸四乙酯(TEOS)、氟化硅酸盐玻璃(FSG)、二氧化硅和碳掺杂氧化物(CDO)玻璃)。应明白，低k电介质材料可具有不同密度及不同孔隙率。