TiN硬掩模和蚀刻残留物去除.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106226991A(43)申请公布日2016.12.14(21)申请号201610555724.1(51)Int.Cl.(22)申请日2016.05.03G03F1/00(2012.01)H01L21/321(2006.01)(30)优先权数据62/155,7942015.05.01US62/164,2932015.05.20US62/281,6582016.01.21US15/138,8352016.04.26US(71)申请人气体产品与化学公司地址美国宾夕法尼亚州(72)发明人刘文达李翊嘉W·J·小卡斯特尔陈天牛R·K·阿加瓦尔M·B·劳(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人吴亦华徐志明权利要求书3页说明书22页附图4页(54)发明名称TiN硬掩模和蚀刻残留物去除(57)摘要本发明公开了用于从28/20nm图案晶片去除PVDTiN硬掩膜的组合物、方法和体系。所述组合物使用过氧化物作为氧化剂在微碱性条件下去除PVDTiN硬掩模。所述组合物包含大体积或长链的有机胺或多烷基胺以提高PVDTiN对CVDTiN的去除/蚀刻选择性。所述组合物进一步含有长链有机酸或胺以维持Co相容性。CN106226991ACN106226991A权利要求书1/3页1.一种组合物，用于从包含PVD氮化钛和选自由Cu、Co、CVD氮化钛、介电材料、低k介电材料和它们的组合组成的组的第二材料的半导体器件选择性地去除PVD氮化钛(TiN或TiNxOy；其中x＝0-1.3且y＝0-2)，所述组合物包含：1-20wt％过氧化物，1-5wt％碱，0.1-1wt％弱酸，0.5-2wt％铵盐，25-5000ppm腐蚀抑制剂或1-15wt％长链或混合的烷基氢氧化铵，10-5000ppm长链有机胺或多烷基胺，和余量的溶剂；其中所述组合物的pH范围为7-11.5。2.如权利要求1所述的组合物，其中所述过氧化物选自由过氧化氢、过硫酸铵、过酸类酸、过氧苯甲酸以及它们的组合组成的组。3.如权利要求2所述的组合物，其中所述过氧化物是过氧化氢。4.如权利要求1所述的组合物，其中所述碱选自由四乙基氢氧化铵(TEAH)、三甲基苯基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、胆碱氢氧化物、氢氧化铵以及它们的组合组成的组。5.如权利要求4所述的组合物，其中所述碱是四乙基氢氧化铵。6.如权利要求1所述的组合物，其中所述弱酸是选自由柠檬酸、草酸、丙二酸、乳酸、己二酸、乙酸、亚氨基二乙酸以及它们的组合组成的组的羧酸。7.如权利要求6所述的组合物，其中所述弱酸是柠檬酸。8.如权利要求1所述的组合物，其中所述铵盐选自由弱碱的铵盐组成的组并且包括柠檬酸铵、乙酸铵、丙二酸铵、己二酸铵、乳酸铵、亚氨基二乙酸铵、氯化铵、溴化铵、氟化铵、氟化氢铵、硫酸铵以及它们的组合。9.如权利要求8所述的组合物，其中所述铵盐是柠檬酸铵。10.如权利要求1所述的组合物，其中所述腐蚀抑制剂选自由1，2，4-三唑、苯并三唑、甲基-1H-苯并三唑、2-氨基苯并噻唑、苯并咪唑、2-巯基-5-甲基苯并咪唑、8-羟基喹啉、1-硫代甘油、抗坏血酸、吡唑以及它们的组合组成的组。11.如权利要求10所述的组合物，其中所述腐蚀抑制剂是甲基-1H-苯并三唑。12.如权利要求1所述的组合物，其中所述长链或混合的烷基氢氧化铵选自由三甲基苯基氢氧化铵(TMPAH)、胆碱氢氧化物、四丁基氢氧化铵和混合的四烷基氢氧化铵组成的组，其中所述烷基铵阳离子含有具有至少两个不同的链长度的烷基。13.如权利要求12所述的组合物，其中所述长链或混合的烷基氢氧化铵是三甲基苯基氢氧化铵(TMPAH)。14.如权利要求1所述的组合物，其中所述长链有机胺或多烷基胺选自由己胺、己胺的表面活性剂盐、辛胺、辛胺的表面活性剂盐、二环己胺、二环己胺的表面活性剂盐、聚乙烯亚胺、聚乙烯亚胺的表面活性剂盐、癸胺、癸胺的表面活性剂盐、十二烷基胺、十二烷基胺的表面活性剂盐以及它们的组合组成的组。15.如权利要求1所述的组合物，其中所述长链有机胺或多烷基胺是辛胺或聚乙烯亚2CN106226991A权利要求书2/3页胺。16.如权利要求1所述的组合物，其中所述溶剂选自由去离子水(DI水)、纯化水、蒸馏水、二甲亚砜(DMSO)、二甲基砜(DMSO2)、环丁砜((CH2)4SO2)、N-甲基吡咯烷酮、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚以及它们的组合组成的组。17.如权利要求16所述的组合物，其中所述溶剂是水。18.如权利要求1所述的组合物，其进一步含有0.01-1wt％的选自由甘氨酸、亚氨基二乙酸、次氮基三乙酸、谷氨酸、吡啶甲酸、乙二胺四乙酸(EDTA)以及它们的组合组成的组的螯合剂。19.如权利要求1所述的组合物，其进