[發明專利]金屬氮化物的選擇性濕蝕刻

無效

• 申請號: 200680019359.7
• 申請日: 2006-03-23
• 公開（公告）號: CN101248516A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 威廉·A·沃伊特恰克;迪安·德維爾夫
• 申請（專利權）人: 塞克姆公司
• 主分類號: H01L21/3213
• 分類號: H01L21/3213
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司
• 代理人: 王昭林;崔華

技術領域

本發明涉及一種金屬氮化物的濕蝕刻，例如鈦、鎢、鉭、鉿以及鋯的氮化物及其混合物，對由例如玻璃、BPSG、BSG、二氧化硅、氮化硅以及光致抗蝕劑形成的周圍結構有選擇性。

背景技術

平版印刷術通常由下面的步驟組成。首先，光致抗蝕劑(PR)材料通過例如旋涂的適當方法涂覆到薄片的表面上。然后，PR層選擇地暴露于輻射例如紫外光、電子、或X射線，其中暴露區域由暴露工具、掩模或計算機數據所限定暴露之后，PR層進行顯影，所述顯影破壞PR層的不想要的區域，從而暴露下面層的相應區域。根據抗蝕類型，顯影階段可能破壞暴露或未暴露的區域。然后，區域上沒有抗蝕物質留下的區域經歷添加或減除過程，使得在基底上選擇性沉淀或除去物質。例如，可以去除如金屬氮化物的物質。

蝕刻是一種除去下面材料的區域的方法，下面材料的區域在顯影后不再受PR的保護。蝕刻工藝出現的速率通稱為蝕刻速率。如果在所有方向上以相同的速率進行，蝕刻工藝被說成是各向同性的。如果僅在一個方向上進行，則是各向異性的。濕蝕刻工藝通常是各向同性的。

任何蝕刻工藝主要考慮蝕刻劑的“選擇性”。蝕刻劑不僅可以侵蝕被除去的材料，而且可以侵蝕掩模或PR和/或基底(在被蝕刻的材料下的表面)。蝕刻劑的“選擇性”是指能夠僅去除試圖蝕刻的材料，同時使掩模和基底保持原樣。

選擇性S被測定為不同材料的蝕刻劑的不同蝕刻速率之間的比率。因此，好的蝕刻劑需要具有相對于掩模(Sfm)和基底(Sfs)兩者的高選擇性值，也就是，它對被蝕刻薄膜的蝕刻速率必須高于對掩模和基底的蝕刻速率。

蝕刻金屬氮化物，如氮化鈦(TiN)，可以進行常規操作使用或被稱為APM或SC-1的氫氧化銨和過氧化氫的水性混合物、或對不同材料有不同的蝕刻選擇性的被稱為SPM的硫酸和過氧化氫的混合物。通常APM溶液包括例如NH₄OH∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶5的比率。典型的SPM溶液包括例如H₂SO₄∶H₂O₂＝1∶5的比率。這種配方蝕刻TiN和其它金屬氮化物，而且溶脹和/或蝕刻PR還能減少PR對薄膜表面的粘附，并還可以蝕刻其它周圍結構。

使用這些標準、常規的濕蝕刻劑帶來的長期存在的問題是它們缺少選擇性。這些濕蝕刻劑經常侵蝕周圍結構，導致蝕刻、或者特別在一些光致抗蝕劑的情況下，增加和/或損失光致抗蝕劑涂覆基底的粘附。因為臨界尺寸繼續被減少，這種選擇性缺乏變得越來越少的被接受。

選擇性濕蝕刻溶液對于設備的設計和制造最先進的半導體技術是很重要的。這樣的工藝化學是新設備建筑和臨界尺寸減小所需要。因此，特別在半導體工業中，存在一種更具選擇性的濕蝕刻劑和使用其用于對如光致抗蝕劑材料、硅、玻璃、氧化硅、氮化硅以及其它材料的周圍結構選擇性除去金屬氮化物的方法的需要。

發明內容

根據本發明的一實施方案，提供一種濕蝕刻組合物，該濕蝕刻組合物包括過氧化氫、有機鎓氫氧化物、以及酸。

根據本發明的另一實施方案，提供一種對周圍結構選擇性地濕蝕刻金屬氮化物的方法，該周圍結構包含一種或多種硅、氧化硅、玻璃、PSG、BPSG、BSG、氮氧化硅、氮化硅和碳氧化硅或其組合或混合和/或光致抗蝕劑材料，該方法包括步驟：

提供一種包含過氧化氫、有機鎓氫氧化物、以及酸濕蝕刻組合物；和

暴露金屬氮化物以在一定溫度下用濕蝕刻組合物蝕刻一段時間，所述時間和溫度使得相對周圍結構有效地選擇性蝕刻金屬氮化物。因此，本發明解決提供選擇性的濕蝕刻劑和使用其用于對如光致抗蝕劑材料、玻璃、多晶和單晶硅、氧化硅、氮化硅以及其它材料的周圍結構選擇性除去金屬氮化物的方法的問題。

附圖說明

圖1是根據本發明的實施方案說明濕蝕刻組合物的選擇性的示意圖。

圖2是根據本發明實施方案的說明厚度變化作為濕蝕刻組合物溫度函數的示意圖。

圖3是根據本發明的實施方案說明濕蝕刻組合物的壽命負載的示意圖。

應當理解為在此所描述的方法步驟和結構沒有形成用于進行蝕刻方法的完整的體系或工藝流程，例如將用于制造半導體設備或其它設備。本發明可結合現有技術當前使用的制造技術和設備去實踐，并且，只包括對于理解本發明所必需的那些普通實施材料、設備以及方法步驟。

具體實施方式