蚀刻组合物的制作方法

本公开有关于一种蚀刻组合物及使用蚀刻组合物的方法。特别地，本公开有关于可在其它暴露的或下面的材料，如金属导体(如，铜)、障壁材料、绝缘体材料(如，低k介电材料)的存在下，选择性地蚀刻硅锗的蚀刻组合物。

背景技术：

1、半导体工业正在快速地减小微电子器件、硅芯片、液晶显示器、mems(微机电系统)、印刷线路板等中的电子电路及电子部件的尺寸并增加其密度。其中的集成电路被分层或堆栈，每个电路层之间的绝缘层厚度不断减小，特征尺寸越来越小。随着特征尺寸的缩小，图案变得更小，及器件性能参数变得更严谨且更稳健。结果，由于较小的特征尺寸，迄今为止可以接受的各种问题，不再能够被接受或变得更成问题。

2、在先进集成电路的生产中，为了使与更高密度相关的问题最小化并优化性能，已经采用了高k及低k绝缘体以及各种障壁层材料。

3、硅锗(sige)可作为纳米线及/或纳米片用在半导体器件、液晶显示器、mems(微机电系统)、印刷线路板等的制造中。例如，其可用作多栅极器件，如多栅极场效晶体管(fet)(如，栅极全环绕fet)中的栅极材料。

技术实现思路

1、在半导体器件的建构中，经常需要蚀刻硅锗(sige)。在sige的各种用途及器件环境中，在蚀刻硅锗材料的同时会有其它层与其接触或以其它方式暴露。通常需要在这些其它材料(如，金属导体、介电质及硬掩模)存在的情况下对sige进行高度选择性蚀刻，以提高器件良率及延长使用寿命。sige的蚀刻制程可以是等离子体蚀刻制程。然而，在sige层上使用等离子体蚀刻制程可能会对栅极绝缘层及半导体基板中的任一个或两者造成损坏。此外，蚀刻制程可能通过蚀刻栅电极暴露的栅极绝缘层而去除半导体基板的一部分。晶体管的电气特性可能会受到负面影响。为了避免这种蚀刻损坏，可采用额外的保护器件制造步骤，但成本很高。

2、本公开有关相对于半导体器件中存在的硬掩模层、栅极材料(如，sin、多晶硅或siox)、导电材料(如，硼掺杂sige)及低k介电层(如，sin、多晶硅、siox、碳掺杂氧化物或sico)，选择性地蚀刻sige的组合物及方法。更具体地，本公开有关相对于硼掺杂sige或低k介电层，选择性地蚀刻sige的组合物及方法。

3、在一方面，本公开的特征在于一种蚀刻组合物，其包括a)至少一种含氟酸，该至少一种含氟酸包括氢氟酸或六氟硅酸；b)至少一种氧化剂；c)至少一种有机酸或其酸酐，该至少一种有机酸包括甲酸、乙酸、丙酸或丁酸；d)至少一种聚合萘磺酸；e)至少一种六氟硅酸盐；(f)至少一种胺，该至少一种胺包括式(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，及r3是任选地经oh取代的c1-c8烷基；及g)水。

4、在另一方面，本公开的特征在于一种方法，其包括使包含sige膜的半导体基板与本文所述的蚀刻组合物接触，以基本上去除该sige膜。

5、在另一方面，本公开的特征在于一种方法，其包括使包含sige膜及含硼掺杂sige的膜的半导体基板与蚀刻组合物接触，以基本上去除该sige膜，其中蚀刻组合物包括a)至少一种含氟酸，该至少一种含氟酸包括氢氟酸或六氟硅酸；b)至少一种氧化剂；c)至少一种有机酸或其酸酐，该至少一种有机酸包括甲酸、乙酸、丙酸或丁酸；d)至少一种聚合萘磺酸；e)至少一种无机酸，其与该至少一种含氟酸不同；(f)至少一种胺，该至少一种胺包括式(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，及r3是任选地经oh取代的c1-c8烷基；及g)水。

6、在又一方面，本公开的特征在于一种通过本文描述的方法形成的制品，其中该制品是半导体器件(如，集成电路)。

1.一种蚀刻组合物，包含：

2.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种聚合萘磺酸包含具有以下结构的磺酸：

3.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种聚合萘磺酸的量占所述组合物的约0.005重量％至约0.15重量％。

4.如权利要求1所述的组合物，其中所述式(i)的胺是二异丙胺、n-丁基二乙醇胺、n-(3-氨基丙基)-二乙醇胺、n-辛基葡糖胺、n-乙基葡糖胺、n-甲基葡糖胺或1-[双(2-羟乙基)氨基]-2-丙醇。

5.如权利要求4所述的组合物，其中所述至少一种胺的量占所述组合物的约0.001重量％至约0.15重量％。

6.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种含氟酸的量占所述组合物的约0.05重量％至约2重量％。

7.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种氧化剂包含过氧化氢或过乙酸。

8.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种氧化剂的量占所述组合物的约5重量％至约20重量％。

9.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种有机酸或其酸酐包含乙酸或乙酸酐。

10.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种有机酸或其酸酐的量占所述组合物的约30重量％至约90重量％。

11.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种六氟硅酸盐包含六氟硅酸铵或六氟硅酸四烷基铵。

12.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种六氟硅酸盐的量占所述组合物的约0.01重量％至约1重量％。

13.如权利要求1所述的组合物，其中所述水的量占所述组合物的约10重量％至约75重量％。

14.如权利要求1所述的组合物，进一步包含至少一种有机溶剂。

15.如权利要求14所述的组合物，其中所述至少一种有机溶剂包含醇或亚烷基二醇醚。

16.如权利要求15所述的组合物，其中所述至少一种有机溶剂包含丙二醇、己二醇、1,3-丙二醇或乙二醇丁醚。

17.如权利要求14所述的组合物，其中所述至少一种有机溶剂的量占所述组合物的约10重量％至约40重量％。

18.如权利要求1所述的组合物，进一步包含至少一种无机酸。

19.如权利要求18所述的组合物，其中所述至少一种无机酸包含硫酸或硼酸。

20.如权利要求18所述的组合物，其中所述至少一种无机酸的量占所述组合物的约0.1重量％至约5重量％。

21.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有1至3的ph。

22.如权利要求1所述的组合物，其中，

23.如权利要求22所述的组合物，其中所述至少一种氧化剂占所述组合物的约6重量％至约10重量％。

24.如权利要求22所述的组合物，其中所述至少一种有机酸或其酸酐占所述组合物的约60重量％至约80重量％。

25.如权利要求22所述的组合物，其中所述至少一种聚合萘磺酸占所述组合物的约0.005重量％至约0.05重量％。

26.如权利要求22所述的组合物，其中所述至少一种六氟硅酸盐占所述组合物的约0.05重量％至约0.5重量％。

27.如权利要求22所述的组合物，其中所述至少一种胺占所述组合物的约0.005重量％至约0.05重量％。

28.如权利要求22所述的组合物，进一步包含无机酸。

29.如权利要求28所述的组合物，其中所述至少一种无机酸包含硫酸。

30.如权利要求28所述的组合物，其中所述至少一种无机酸的量占所述组合物的约0.1重量％至约5重量％。

31.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含：

32.如权利要求31所述的组合物，其中所述组合物包含：

33.一种方法，包含：

34.如权利要求33所述的方法，其中所述sige膜包含约10重量％至约25重量％的ge。

35.如权利要求33所述的方法，进一步包含在所述接触步骤之后，用冲洗溶剂冲洗所述半导体基板。

36.如权利要求33所述的方法，进一步包含在所述冲洗步骤之后，干燥所述半导体基板。

37.如权利要求33所述的方法，其中所述方法基本上不去除sin、多晶硅或sico。

38.一种方法，包含：

39.如权利要求38所述的方法，其中所述方法基本上不去除所述含硼掺杂sige的膜。

40.如权利要求38所述的方法，其中所述方法在25℃下以最多约/分的蚀刻速率去除所述含硼掺杂sige的膜。

41.如权利要求38所述的方法，其中所述至少一种聚合萘磺酸包含具有以下结构的磺酸：

42.如权利要求38所述的方法，其中所述至少一种聚合萘磺酸的量占所述组合物的约0.005重量％至约0.15重量％。

43.如权利要求38所述的方法，其中所述式(i)的胺是二异丙胺、n-丁基二乙醇胺、n-(3-氨基丙基)-二乙醇胺、n-辛基葡糖胺、n-乙基葡糖胺、n-甲基葡糖胺或1-[双(2-羟乙基)氨基]-2-丙醇。

44.如权利要求38所述的方法，其中所述至少一种胺的量占所述组合物的约0.001重量％至约0.15重量％。

45.如权利要求38所述的方法，其中所述至少一种含氟酸的量占所述组合物的约0.1重量％至约2重量％。

46.如权利要求38所述的方法，其中所述至少一种氧化剂包含过氧化氢或过乙酸。

47.如权利要求38所述的方法，其中所述至少一种氧化剂的量占所述组合物的约5重量％至约20重量％。

48.如权利要求38所述的方法，其中所述至少一种有机酸或其酸酐包含乙酸或乙酸酐。

49.如权利要求38所述的方法，其中所述至少一种有机酸或其酸酐的量占所述组合物的约30重量％至约90重量％。

50.如权利要求38所述的方法，其中所述水的量占所述组合物的约10重量％至约75重量％。

51.如权利要求38所述的方法，进一步包含至少一种有机溶剂。

52.如权利要求51所述的方法，其中所述至少一种有机溶剂包含醇或亚烷基二醇醚。

53.如权利要求52所述的方法，其中所述至少一种有机溶剂包含丙二醇、己二醇、1,3-丙二醇或乙二醇丁醚。

54.如权利要求51所述的方法，其中所述至少一种有机溶剂的量占所述组合物的约10重量％至约40重量％。

55.如权利要求38所述的方法，进一步包含至少一种硼酸。

56.如权利要求55所述的方法，其中所述至少一种硼酸包含苯硼酸或萘-1-硼酸。

57.如权利要求55所述的方法，其中所述至少一种硼酸的量占所述组合物的约0.01重量％至约0.5重量％。

58.如权利要求38所述的方法，进一步包含至少一种无机酸。

59.如权利要求58所述的方法，其中所述至少一种无机酸包含硫酸或硼酸。

60.如权利要求58所述的方法，其中所述至少一种无机溶剂的量占所述组合物的约0.1重量％至约5重量％。

61.如权利要求38所述的方法，其中所述组合物具有1至3的ph。

62.如权利要求38所述的方法，其中所述组合物包含：

63.如权利要求62所述的方法，其中所述组合物进一步包含苯硼酸。

64.如权利要求38所述的方法，其中所述组合物包含：

65.如权利要求64所述的方法，其中所述组合物进一步包含苯硼酸，其量占所述组合物的约0.01重量％至约0.5重量％。

66.一种由如权利要求33所述的方法形成的制品，其中所述制品是半导体器件。

67.如权利要求66所述的制品，其中所述半导体器件是集成电路。