[发明专利]用于去除金属硬掩模和蚀刻后残余物的具有Cu/W相容性的水性制剂

说明书

本发明涉及用于去除金属硬掩模和蚀刻后残余物的具有Cu/W相容性的水性制剂。本发明提供可用于从上面具有氮化钛和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物材料的微电子器件相对于金属导电材料例如钨和绝缘材料而言选择性去除所述氮化钛和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物材料的组合物。所述去除组合物具有低pH，并含有至少一种氧化剂和至少一种蚀刻剂以及用于使金属腐蚀最小化的腐蚀抑制剂和用于保护电介质材料的钝化剂。

本申请是申请日为2014年7月31日、申请号为201480043488.4、发明名称为“用于去除金属硬掩模和蚀刻后残余物的具有Cu/W相容性的水性制剂”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在金属导体和绝缘体材料(即，低k电介质)存在下选择性蚀刻氮化钛和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物的组合物和方法，并且更具体地涉及以比铜、钨和低k电介质材料的暴露层或下伏层更高的蚀刻速率和选择性有效且高效地蚀刻氮化钛和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物的组合物和方法。

背景技术

光致抗蚀剂掩模通常用于半导体工业中以对材料如半导体或电介质进行图案化。在一种应用中，光致抗蚀剂掩模被用于双镶嵌工艺中以在微电子器件的后端金属化中形成互连。所述双镶嵌工艺包括在覆盖金属导体层如铜层的低k电介质层上形成光致抗蚀剂掩模。然后根据所述光致抗蚀剂掩模蚀刻所述低k电介质层以形成暴露所述金属导体层的通孔和/或沟槽。所述通孔和沟槽通常被称为双镶嵌结构，其通常是使用两个光刻步骤来限定的。然后从低k电介质层去除光致抗蚀剂掩模，之后将导电材料沉积在通孔和/或沟槽中以形成互连。

随着微电子器件尺寸降低，实现通孔和沟槽的临界尺寸(critical dimension)变得更困难。因此，使用金属硬掩模来提供通孔和沟槽的更好轮廓控制。所述金属硬掩模可由钛或氮化钛制成，并且在形成双镶嵌结构的通孔和/或沟槽后通过湿式蚀刻工艺去除。至关重要的是所述湿式蚀刻工艺使用有效去除金属硬掩模和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物而不影响下伏的金属导体层和低k电介质材料的去除化学。换句话说，去除化学需要对金属导体层和低k电介质层具高度选择性。

因此，本发明的一个目的在于提供相对于所存在的金属导体层和低k电介质层而言选择性去除硬掩模材料而不损害硬掩模的蚀刻速率的改进组合物。

发明内容

本发明涉及用于相对于所存在的金属导体层和低k电介质层而言选择性蚀刻硬掩模层和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物的组合物和方法。更具体地，本发明涉及用于选择性蚀刻氮化钛和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物并在同时与铜、钨和低k电介质层相容的组合物和方法。

在一个方面，描述了用于从上面具有氮化钛和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物材料的微电子器件的表面选择性去除所述氮化钛和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物材料的组合物，所述组合物包含至少一种氧化剂、至少一种蚀刻剂、至少一种腐蚀抑制剂、至少一种钝化剂、至少一种溶剂和任选地至少一种络合剂，其中所述组合物基本上不含过氧化氢。

在另一个方面，描述了用于从上面具有氮化钛和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物材料的微电子器件的表面选择性去除所述氮化钛和/或光致抗蚀剂蚀刻残余物材料的组合物，所述组合物包含至少一种含碘氧化剂、至少一种蚀刻剂、至少一种腐蚀抑制剂、至少一种钝化剂、至少一种溶剂、至少一种碘清除剂和任选地至少一种络合剂，其中所述组合物基本上不含过氧化氢。

在另一个方面，描述了从上面具有氮化钛材料的微电子器件的表面蚀刻所述氮化钛材料的方法，所述方法包括使所述表面与包含至少一种氧化剂、至少一种蚀刻剂、至少一种腐蚀抑制剂、至少一种钝化剂、至少一种溶剂和任选地至少一种络合剂的组合物接触，其中所述组合物基本上不含过氧化氢，并且其中所述组合物从所述表面相对于金属和绝缘材料而言选择性去除氮化钛材料。