一种兼具WC去除和蚀刻残留物清洁的组合物的制作方法

本发明涉及一种wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，属于半导体材料蚀刻领域。

背景技术：

1、随着半导体工艺制程的节点不断发展和进步，对线宽的要求越来越高。当cd小于5nm时，在进行图案转移时，金属硬掩膜材料tin的耐蚀刻和保持图案的最佳工艺尺寸性能不能满足5nm制程技术需求，因此需要一种更耐干法刻蚀的硬掩膜材料进行图案转移。金属硬掩模材料碳化钨wc以其高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性、优异的图案保持和轮廓控制能力，以及对low-κ材料有高的选择蚀刻性在众多材料中脱颖而出。在进行等离子体蚀刻图形转移时，蚀刻后的残留物通常沉积在beol的结构上，如果不去除就可能妨碍到后面沉积的材料与基底接触的稳定性。因此需要在蚀刻图形转移后同时去除wc和蚀刻残留物，此外还需要对其它金属互连材料、氧化铝(alox)和low-κ材料进行保护。

2、因此开发一款同时去除wc和蚀刻残留物，同时对其它金属互连材料、alox和low-k材料具有优异兼容性的药液非常具有意义。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是开发一款能够去除wc和蚀刻残留物，同时对alox、low-k材料和其它金属互连材料具有保护兼容性的药液。本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题。

2、一种wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，包括按质量分数计的以下组分：5%-20%有机溶剂、1%-5%的氧化剂、0.1%-5%的含氟物质、0.1%-10%的羧酸盐、0.1%-5.0%的有机羧酸、0.1%-5%的腐蚀抑制剂、0.3%-10.3%的ph调节剂、0.1%-1%的钝化剂和余量的水，各组分质量分数之和为100%。

3、所述的有机溶剂为乙腈、环丁砜或二甲基乙酰胺中的一种或多种。

4、所述的氧化剂为硝酸、硝酸铵、硝酸钾或硝酸钠中的一种或多种。

5、所述含氟物质为氢氟酸、氟化铵、氟化氢铵或四甲基氟化铵中的一种或多种。

6、所述的羧酸盐为甲酸铵、乙酸铵、草酸铵、乳酸铵、酒石酸铵或柠檬酸三铵中的一种或多种，优选不与硝酸发生反应的羧酸盐。

7、所述的有机羧酸为甲酸、乙酸、草酸、乳酸、酒石酸、柠檬酸中的一种或多种，优选不与硝酸发生反应的羧酸。

8、所述的腐蚀抑制剂包含腐蚀抑制剂1和腐蚀抑制剂2；所述腐蚀抑制剂1为盐酸可乐定，所述腐蚀抑制剂2为苯并三唑、甲基苯并三唑、1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑或吡唑中的一种或多种。

9、所述的ph调节剂是质量分数25~30%的氨水。

10、所述的钝化剂为硼酸或硼酸盐中的一种或多种。

11、所述的组合物的ph＜7，优选ph为4.0-5.5；所述组合物的蚀刻温度为25-45℃，优选40℃；蚀刻时间为60s-300s，具体使用温度和时间可根据自身工艺进行合理调整；所述组合物对cu、co、alox和low-κ的蚀刻速率＜2å/min。

12、本发明还提供一种兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物的制备方法，包括以下步骤：将以下质量分数的固体组分加入到液体组分中，搅拌均匀，即得到所述兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，

13、5%-20%有机溶剂、1%-5%的氧化剂、0.1%-5%的含氟物质、0.1%-10%的羧酸盐、0.1%-5.0%的有机羧酸、0.1%-5%的腐蚀抑制剂、0.3%-10.3%的ph调节剂、0.1%-1%的钝化剂和余量的水，各组分质量分数之和为100%；

14、所述的ph调节剂是质量分数25~30%的氨水。

15、本发明所用试剂和原料均市售可得。

16、本发明的有益效果在于：

17、（1）本发明的组合物能快速去除金属硬掩膜wc并对其它金属材料（cu、co）和alox、low-k材料具有保护兼容性，对wc的蚀刻速率＞70å/min，对cu、co、alox和low-κ的蚀刻速率＜2å/min。

18、（2）采用有机溶剂乙腈、环丁砜或二甲基乙酰胺溶解蚀刻过程残留的灰分，实现对蚀刻残留物的清洁。

技术特征：

1.一种兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，其特征在于，包括按质量分数计的以下组分：5%-20%有机溶剂、1%-5%的氧化剂、0.1%-5%的含氟物质、0.1%-10%的羧酸盐、0.1%-5.0%的有机羧酸、0.1%-5%的腐蚀抑制剂、0.3%-10.3%的ph调节剂、0.1%-1%的钝化剂和余量的水，各组分质量分数之和为100%。

2.如权利要求1所述的兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，其特征在于，所述的有机溶剂为乙腈、环丁砜或二甲基乙酰胺中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，其特征在于，所述的氧化剂为硝酸、硝酸铵、硝酸钾或硝酸钠中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，其特征在于，所述含氟物质为氢氟酸、氟化铵、氟化氢铵、四甲基氟化铵中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，其特征在于，所述的羧酸盐为甲酸铵、乙酸铵、草酸铵、乳酸铵、酒石酸铵或柠檬酸三铵中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，其特征在于，所述的有机羧酸为甲酸、乙酸、草酸、乳酸、酒石酸、柠檬酸中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，其特征在于，所述的腐蚀抑制剂包含腐蚀抑制剂1和腐蚀抑制剂2；所述腐蚀抑制剂1为盐酸可乐定，所述腐蚀抑制剂2为苯并三唑、甲基苯并三唑、1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、吡唑中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，其特征在于，所述的ph调节剂是质量分数25~30%的氨水；所述的钝化剂为硼酸或硼酸盐中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物，其特征在于，所述的组合物的ph＜7，优选ph为4.0-5.5；所述组合物的蚀刻温度为25-45℃，优选40℃；蚀刻时间为60s-300s；所述组合物对cu、co、alox和low-κ的蚀刻速率＜2å/min。

10.一种兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将以下质量分数的固体组分加入到液体组分中，搅拌均匀，即得到所述兼具wc去除和蚀刻残留物清洁的组合物；

技术总结本发明公开了一种兼具WC去除和蚀刻残留物清洁的组合物，组合物包括有机溶剂、氧化剂、含氟物质、羧酸盐、有机羧酸、腐蚀抑制剂、氨、钝化剂和余量的水。本发明的蚀刻液用于先进铜制程中金属硬掩模材料WC的去除和蚀刻残留物的清洁，相对于AlOx、Low‑Κ材料和含Cu和Co的材料具有优异的兼容保护性，此外本发明的组合物还有较长使用寿命。技术研发人员：叶瑞,谢建,贺兆波,吴政,王亮,孟牧麟,刘春丽,彭秋桂,汪凡杰,李宇受保护的技术使用者：湖北兴福电子材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18