[發明專利]用于高級光刻的微乳液去除劑

在審

• 申請號: 201910039419.0
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN110095954A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: A·K·施密特;C·E·莫勒;K·M·奧康奈爾;C·J·圖克;呂志堅;S·山田
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司;羅門哈斯電子材料有限責任公司
• 主分類號: G03F7/42
• 分類號: G03F7/42
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒;胡嘉倩

本發明提供一種微乳液去除劑，以所述微乳液去除劑的總重量計，其包含1)10％至60％，至少一種有機溶劑，ii)10％至50％，至少一種共溶劑，iii)0.1％至10％，至少一種堿，iv)0.1％至10％，至少一種氧化劑，v)0.1％至10％，至少一種表面活性劑和vi)水。

技術領域

本發明涉及一種微乳液去除劑，其使得可去除在高級光刻方案中使用的聚合物膜，如三層堆疊，特別是蝕刻前后的SiARC膜。

背景技術

高級光刻技術需要使用復雜的圖案化方案，如由光致抗蝕劑層、高硅含量抗反射涂層(SiARC)和高碳含量底層組成的三層抗蝕劑系統。盡管這種三層堆疊能夠在10nm節點處對特征進行圖案化，但由于膜中的高水平交聯和硅含量，在光刻處理之后濕法去除這些膜，特別是SiARC膜引起了重大挑戰。去除這些膜通常需要暴露于高水平的侵蝕性堿和氧化劑，如氫氧化銨和過氧化氫。這些化學物質可以在高溫下去除低硅含量的SiARC膜，但是導致對其他敏感特征的顯著損害，并且不能去除更高硅含量的SiARC層。因此，新的濕法去除化學物質的最關鍵要求是完全去除三層抗蝕劑堆疊，而不會對前端應用中的襯底或后端應用中的超低k電介質產生不利影響。

除了SiARC膜之外，有效地去除通常用于高級光刻的各種聚合物膜也是重要的，而不會損害相鄰結構或最終影響裝置性能。這包括光致抗蝕劑膜、頂涂層膜、有機聚合物膜如高碳含量的底層和一種或多種上述膜的組合；去除交聯或未交聯的聚合物膜、熱固化的膜和用UV光照射固化的膜。還包括在其用作等離子體蝕刻工藝期間的阻擋層(等離子體組合物，如氯、溴、氟、氧、臭氧、氫、SO₂、氬、CO和XeF₂)后將被去除的膜和在用作離子注入阻擋層(硼、磷和砷離子)后將被去除的膜。

因此，在本領域中需要一種新的去除劑，其允許去除在高級光刻方案中使用的所有這些聚合物膜。

發明內容

本發明提供一種微乳液去除劑，以所述微乳液去除劑的總重量計，其包含i)10％至60％，至少一種有機溶劑，ii)10％至50％，至少一種共溶劑，iii)0.1％至10％，至少一種堿，iv)0.1％至10％，至少一種氧化劑，v)0.1％至10％，至少一種表面活性劑和vi)水。有機溶劑包括水溶度小于10％的脂肪族醇和芳香族醇、二脂肪族酯、脂肪族烴、芳香族烴、脂肪族二酯、在21℃下水溶度小于10％的脂肪族酮以及脂肪族醚；并且共溶劑包括在21℃下水溶度大于10％的脂肪族醇。

具體實施方式

在此描述的本發明是用于聚合物膜的剝離調配物，所述聚合物膜使用具有摻入到水相中的化學物質例如氫氧化銨和過氧化氫的油連續微乳液。在不受其束縛的情況下，提出了這樣的假設：這些微乳液中的有機連續相溶脹聚合物膜并有助于物理去除膜，同時將含有去除化學物質(氫氧化銨、過氧化氫)的水相輸送進入溶脹的膜并在整個膜中輸送去除劑化學物質以有效地將其溶解。去除聚合物膜所需的侵蝕性去除化學物質的濃度大大降低，導致在去除工藝期間對周圍結構的損害較小。

所要求的微乳液由若干組分組成，所述組分包括一種或多種有機溶劑以提供油連續相并溶脹聚合物膜，至少一種共溶劑具有小于10％的水混溶性以提供形成微乳液、氧化劑和堿以溶解聚合物膜所需的低界面張力，形成微乳液含水部分并溶解氧化劑和堿的水，和穩定含水有機溶劑界面的表面活性劑。在某些情況下，需要中和劑如醇胺來中和表面活性劑的酸官能度。

以本發明微乳液去除劑的總重量計，所述微乳液去除劑包含i)10％至60％，優選20％至50％，且更優選30％至45％，至少一種有機溶劑，ii)10％至50％，優選12％至40％，且更優選15％至30％，至少一種共溶劑，iii)0.1％至10％，優選0.5％至6％，且更優選1％至3％，至少一種堿，iv)0.1％至10％，優選1％至8％，且更優選3％至5％，至少一種氧化劑，v)0.1％至10％，優選1％至8％，且更優選3％至6％，至少一種表面活性劑和vi)水。