[发明专利]蚀刻组成物

说明书

本公开涉及蚀刻组成物，其用于例如自半导体基板选择性地去除硅锗(SiGe)，作为多步半导体制造制程中的中间步骤。

相关申请的交叉引用

本申请案主张于2020年9月11日申请的美国临时申请案第63/077,283号的优先权，其内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及蚀刻组成物及使用蚀刻组成物的方法。特定言之，本公开涉及可以在诸如金属导体(例如，铜)、障壁材料、绝缘体材料(例如，低k介电材料)的其他曝露的或底下的材料存在下选择性蚀刻硅锗的蚀刻组成物。

背景技术

半导体产业正快速减少微电子装置、硅芯片、液晶显示器、MEMS(微机电系统)、印刷线路板及其类似物中的电子电路及电子组件的尺寸及增加微电子装置、硅芯片、液晶显示器、MEMS(微机电系统)、印刷线路板及其类似物中的电子电路及电子组件的密度。于其内的集成电路呈层状或堆栈状，且不断地减少每一电路层间的绝缘层的厚度且特征(feature)尺寸愈来愈小。因为特征尺寸缩小，图案变得更小，且装置效能参数更紧密且更健全。因此，由于较小特征尺寸，以前可被容忍的各种问题不再被容忍或变得更有问题。

在先进集成电路制造中，为使与较高密度有关的问题减至最少及使效能优化，已使用高k及低k的绝缘体及各种障壁层材料。

硅锗(SiGe)可以用于制造半导体装置、液晶显示器、MEMS(微机电系统)、印刷线路板及其类似物，作为纳米线和/或纳米片。例如，其可以用作多栅极装置中的栅极材料，例如多栅极场效晶体管(FET)(例如，全环绕栅极FET)。

发明内容

在半导体装置的构建中，经常需要蚀刻硅锗(SiGe)。在SiGe的各种使用形式及装置环境中，在该材料被蚀刻的同时，其他层与其接触或者以其他方式暴露。在这些其他材料(例如金属导体、介电质及硬掩膜)存在的情况下，通常需要对SiGe进行高选择性蚀刻，以实现装置良品率及长寿命。SiGe的蚀刻制程可以是等离子蚀刻制程。然而，在SiGe层上使用等离子蚀刻制程可能对栅极绝缘层及半导体基板中的任一者或二者造成损坏。此外，蚀刻制程可以通过蚀刻由栅极电极而暴露的栅极绝缘层来去除半导体基板的一部分。晶体管的电气特征可能会受到负面影响。为了避免此类蚀刻损坏，可以采用额外的保护装置制造步骤，但成本很高。

本公开涉及用于相对于半导体装置中存在的硬掩膜层、栅极材料(例如，SiN、多晶硅或SiOx)及低k介电层(例如，掺硼SiGe、SiN、多晶硅、SiOx、掺碳氧化物或SiCO)选择性蚀刻SiGe的组成物及方法。更具体言之，本公开涉及用于相对于低k介电层(诸如掺硼SiGe)选择性蚀刻SiGe的组成物及方法，可增强载流子迁移率。

在一个方面中，本公开特征在于一种蚀刻组成物，其包括(1)至少一种含氟酸，该至少一种含氟酸含有氢氟酸或六氟硅酸；(2)至少一种氧化剂；(3)至少一种不同于该含氟酸的无机酸；(4)至少一种有机酸或其酸酐，该至少一种有机酸包含甲酸、乙酸、丙酸或丁酸；(5)至少一种聚合萘磺酸；及(6)至少一种胺，该至少一种胺包含式(I)N-R₁R₂R₃的胺，其中R₁是任选地经OH或NH₂取代的C₁-C₈烷基，R₂是H或任选地经OH取代的C₁-C₈烷基，且R₃是任选地经OH取代的C₁-C₈烷基。