选择性湿式蚀刻组合物和方法与流程

本发明大概来说涉及从微电子装置衬底蚀刻或移除含钼材料。

背景技术：

1、通常，钨和基于钨的材料在3d-nand的制造中用作电极。然而，已发现钨材料对各种蚀刻剂组合物敏感。举例来说，在使用w电极的工艺中，发现用于电极隔离(所谓的“w凹陷”)的包括磷酸和硝酸的酸性组合物引起钨层的部分蚀刻。

2、目前，正寻找3d-nand结构在存储器装置中的效用。为在存储器性能方面实现更好效率，3d-nand制造商已研究可在存储器装置中获得优良性能的其它材料。具体来说，许多3d-nand制造商已利用钼代替w层。因此，制造商需要可选择性地移除凹陷中的mo而不移除诸如teos和氧化铝的材料的蚀刻剂组合物。特别感兴趣者是以一蚀刻速率选择性地移除钼，使得每一凹陷在受控蚀刻条件下实现基本上相同目标蚀刻深度的蚀刻剂组合物。

技术实现思路

1、提供用于选择性蚀刻微电子装置衬底上的含钼膜的组合物和方法。使微电子装置衬底与本发明的组合物接触达足以至少部分地移除含钼膜的时间。组合物包含以下各项、由其组成或基本上由其组成：至少一种氧化剂、至少一种阳离子表面活性剂、水和实现约7到约13的ph所需的一定量的ph调节剂。蚀刻剂组合物在室温下以约20至/分钟的蚀刻速率选择性地移除钼，同时具有经改良的移除均匀性。

技术特征：

1.一种选择性蚀刻组合物，其包含：

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氧化剂选自过氧化氢、fecl3、fef3、fe(no3)3、sr(no3)2、cof3、mnf3、过硫酸氢钾复合盐、(2khso5·khso4·k2so4)、硝酸、过氧单硫酸铵、亚氯酸铵(nh4clo2)、氯酸铵(nh4clo3)、碘酸铵(nh4io3)、硝酸铵(nh4no3)、过硼酸铵(nh4bo3)、过氯酸铵(nh4clo4)、过碘酸铵(nh4io4)、过硫酸铵((nh4)2s2o8)、次氯酸铵(nh4clo)、钨酸铵((nh4)10h2(w2o7))、过硫酸钠(na2s2o8)、次氯酸钠(naclo)、过硼酸钠、碘酸钾(kio3)、过锰酸钾(kmno4)、过硫酸钾(k2s2o8)、次氯酸钾(kclo)、四甲基亚氯酸铵((n(ch3)4)clo2)、四甲基氯酸铵((n(ch3)4)clo3)、四甲基碘酸铵((n(ch3)4)io3)、四甲基过硼酸铵((n(ch3)4)bo3)、四甲基过氯酸铵((n(ch3)4)clo4)、四甲基过碘酸铵((n(ch3)4)io4)、四甲基过硫酸铵((n(ch3)4)s2o8)、四丁基过氧单硫酸铵、过氧单硫酸、尿素过氧化氢((co(nh2)2)h2o2)、过乙酸、叔丁基过氧化氢、硝基苯磺酸盐、1,4-苯醌、甲苯醌、二甲基-1,4-苯醌、四氯苯醌、四氧嘧啶、过碘酸和其组合。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氧化剂选自过氧化氢、过碘酸、叔丁基过氧化氢、碘酸钾和过乙酸。

4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的组合物，其中所述阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十七氟辛烷磺酸、四乙基卤化铵、硬脂酰基三甲基氯化铵、溴化4-(4-二乙基氨基苯基偶氮基)-1-(4-硝基苄基)吡啶鎓、氯化十六烷基吡啶鎓一水合物、氯化苄烷铵、氯化本索宁、苄基二甲基十二烷基氯化铵、苄基二甲基十六烷基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、二甲基二(十八烷基)氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基溴化铵、二(氢化牛脂)二甲基氯化铵、四庚基溴化铵、四(癸基)溴化铵、和奥芬溴铵、二甲基二(十八烷基)氯化铵、二甲基二(十六烷基)溴化铵、二(氢化牛脂)二甲基氯化铵、苄基二甲基氯化铵和苄基二甲基溴化铵。

5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述阳离子表面活性剂选自苄基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、氯化六羟季铵、三甲基十四烷基氯化铵、癸基三甲基氯化铵和苄基二甲基十二烷基氯化铵。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的组合物，其中所述ph调节剂选自碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、四甲基氢氧化铵(tmah)、四乙基氢氧化铵(teah)、四丙基氢氧化铵(tpah)、四丁基氢氧化铵(tbah)、三丁基甲基氢氧化铵(tbmah)、苄基三甲基氢氧化铵(btmah)、氢氧化胆碱、乙基三甲基氢氧化铵、三(2-羟基乙基)甲基氢氧化铵、二乙基二甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化鏻(tbph)、四甲基氢氧化鏻、四乙基氢氧化鏻、四丙基氢氧化鏻、苄基三苯基氢氧化鏻、甲基三苯基氢氧化鏻、乙基三苯基氢氧化鏻、正丙基三苯基氢氧化鏻和其组合。

7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述ph调节剂选自四甲基氢氧化铵、氢氧化胆碱或其组合。

8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的组合物，其中所述组合物包含至少一种络合剂。

9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述络合剂选自氨基乙基乙醇胺、n-甲基氨基乙醇、氨基乙氧基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、二乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、单乙醇胺、三乙醇胺、1-氨基-2-丙醇、2-氨基-1-丁醇、异丁醇胺、三乙烯二胺、4-(2-羟基乙基)吗啉、乙二胺四乙酸、间-二甲苯二胺、亚氨基二乙酸、2-(羟基乙基)亚氨基二乙酸、氮基三乙酸、硫脲、1,1,3,3-四甲脲、尿素、尿素衍生物、尿酸、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷酰氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、1,5,9-三氮杂环十二烷-n,n',n"-三(亚甲基膦酸)、1,4,7,10-四氮杂环十二烷-n,n',n",n'"-四(亚甲基膦酸)、氮基三(亚甲基)三膦酸、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、氨基三(亚甲基膦酸)、双(六亚甲基)三胺五亚甲基膦酸、1,4,7-三氮杂环壬烷-n,n',n"-三(亚甲基膦酸)、羟乙基二磷酸盐、氮基三(亚甲基)膦酸、2-膦酰基-丁烷-1,2,3,4-四甲酸、羧基乙基膦酸、氨基乙基膦酸、草甘膦、乙二胺四(亚甲基膦酸)、苯基膦酸、草酸、琥珀酸、马来酸、苹果酸、丙二酸、己二酸、苯二甲酸、乳酸、柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸铵、1,2,3-丙三甲酸、三羟甲基丙酸、酒石酸、葡糖醛酸、2-羧基吡啶、4,5-二羟基-1,3-苯二磺酸二钠盐和其组合。

10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述络合剂选自1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、乳酸和柠檬酸。

11.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的组合物，其中所述组合物包含至少一种ph缓冲剂，所述ph缓冲剂为金属腐蚀抑制剂或铵盐。

12.根据权利要求11所述的组合物，其中所述金属腐蚀抑制剂选自5-氨基四唑、5-苯基-苯并三唑、1h-四唑-5-乙酸、1-苯基-2-四唑啉-5-硫酮、苯并咪唑、甲基四唑、吡唑、5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、苯并三唑、1,2,4-三唑、1,2,3-三唑、甲苯三唑、5-甲基-苯并三唑、5-苯基-苯并三唑、5-硝基-苯并三唑、苯并三唑羧酸、3-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑、1-氨基-1,2,4-三唑、羟基苯并三唑、2-(5-氨基-戊基)-苯并三唑、1-氨基-1,2,3-三唑、1-氨基-5-甲基-1,2,3-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、3-异丙基-1,2,4-三唑、5-苯基硫醇-苯并三唑、卤基-苯并三唑、萘并三唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑、4-甲基-2-苯基咪唑、2-巯基噻唑啉、5-氨基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑、戊烯四唑、5-苯基-1h-四唑、5-苄基-1h-四唑、2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪、噻唑、三嗪、甲基四唑、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、1,5-五亚甲基四唑、1-苯基-5-巯基四唑、二氨基甲基三嗪、咪唑啉硫酮、4-甲基-4h-1,2,4-三唑-3-硫醇、4-氨基-4h-1,2,4-三唑、3-氨基-5-甲硫基-1h-1,2,4-三唑、苯并噻唑、咪唑、吲唑、腺嘌呤、腺苷、咔唑、n-环己基-3-氨基丙烷磺酸和其组合。

13.根据权利要求12所述的组合物，其中所述金属腐蚀抑制剂为甲苯基三唑。

14.根据权利要求11所述的组合物，其中所述铵盐选自乙酸铵、碳酸氢铵、丁酸铵、三氟乙酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、膦酸铵和其组合的盐。

15.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的组合物，其进一步包含氧化剂稳定剂。

16.根据权利要求15所述的组合物，其中所述氧化剂稳定剂选自甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、亮氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷酰氨酸、缬氨酸、和赖氨酸、氮基三乙酸、亚氨基二乙酸、艾提壮酸、乙二胺四乙酸(edta)、(1,2-亚环己基二氮基)四乙酸(cdta)、尿酸、四乙二醇二甲醚、二亚乙基三胺五乙酸、丙二胺四乙酸、乙二胺二琥珀酸、磺胺和其组合。

17.根据权利要求15所述的组合物，其中所述氧化剂稳定剂选自乙二胺四乙酸、(1,2-亚环己基二氮基)四乙酸和四乙二醇二甲醚。

18.根据权利要求1到17中任一权利要求所述的组合物，其进一步包含至少一种有机溶剂。

19.根据权利要求18所述的组合物，其中所述有机溶剂为丙二醇。

20.一种自其上具有含钼膜和氧化铝的微电子装置衬底蚀刻钼的方法，所述方法包含使所述微电子装置衬底与组合物接触达足以相对于所述氧化铝至少部分地移除所述含钼膜的时间段，所述组合物包含：

技术总结提供用于蚀刻微电子装置衬底上的含钼膜的组合物和方法。使微电子装置衬底与本发明的组合物接触达足以至少部分地移除所述含钼膜的时间。所述组合物包含至少一种氧化剂、至少一种络合剂、至少一种阳离子表面活性剂，且具有约7.5到约13的pH。所述蚀刻剂组合物在室温下以约20到50/分钟的蚀刻速率选择性地移除钼，同时具有经改良的移除均匀性。技术研发人员：洪亨杓,许家荣,A·K·达斯,金元来,S·A·利普皮,廖明吉受保护的技术使用者：恩特格里斯公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23