[发明专利]蚀刻组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月14日提交的美国发明专利第13/827,861号和2012年9月10日提交的美国临时专利申请第61/698,830号的优先权。所述专利申请通过引用全文并入本文。

技术领域

本公开涉及半导体器件制造，并且具体地涉及选择性金属湿法蚀刻组合物和用于用那些蚀刻组合物相对于相邻结构和材料选择性蚀刻某些金属的工艺。更具体地，本公开涉及一种水性金属蚀刻组合物和用于在铝、镍铂硅化物和镍铂硅化物亚锗酸盐(nickel platinum silicide germinide)中的一种或多种存在时蚀刻镍铂的工艺。

背景技术

集成电路制造是多步骤构建工艺。所述工艺需要重复光刻步骤以选择性地暴露下面的层，蚀刻部分或完全暴露的层并且沉积层或填充经常因蚀刻或选择性材料沉积产生的间隙。金属的蚀刻是关键的工艺步骤。金属常常必须在其他金属、金属合金和/或非金属材料存在的情况下被选择性地蚀刻而不腐蚀、蚀刻或氧化相邻的材料。由于在集成电路中配件的尺寸变得越来越小，将对相邻材料和配件的腐蚀、蚀刻、氧化或其他破坏最小化的重要性增加了。

其他金属、金属合金以及非金属材料的结构特征和组分可根据具体器件而变化，以使得现有技术组合物可能不能蚀刻特定金属而不破坏相邻结构中的材料。具体相邻材料的组合也可能会影响在蚀刻步骤中产生破坏的类型和数量。因此，哪种蚀刻组合物适合于给定的器件结构和相邻材料往往是不明显的。本公开的目的在于提供适合于选择性地蚀刻所选择的金属而对相邻的材料和结构具有很少或没有破坏的蚀刻组合物。

发明内容

本公开基于与常规的蚀刻组合物相比，蚀刻组合物可以显著降低NiPtSi和/或NiPtSiGe氧化的量，同时仍然保持高NiPt刻蚀速率的意外发现，该蚀刻组合物含有至少一种磺酸、含氯化物的至少一种化合物、含溴化物的至少一种化合物和含硝酸盐或亚硝酰基离子的至少一种化合物。这样的蚀刻组合物可用于制造，例如，用于微处理器、微控制器、静态RAM和其它数字逻辑电路的CMOS器件。

在一方面，本公开特征在于用于蚀刻金属膜(例如Ni或NiPt膜)的组合物。所述蚀刻组合物含有A)约60％至约95％的至少一种磺酸，B)约0.005％至约0.04％的来自含氯化物的至少一种化合物的氯化物阴离子，C)约0.03％至约0.27％的来自含溴化物的至少一种化合物的溴化物阴离子，D)约0.1％至约20％的来自含硝酸盐或亚硝酰基离子的至少一种化合物的硝酸盐或亚硝酰基离子，E)约3％至约37％的水，和F)氯化物、溴化物和硝酸盐阴离子(或亚硝酰基阳离子)的相应抗衡离子。需要注意的是，约0.005％-0.04％的氯化物阴离子相当于约0.14×10^-2摩尔/升至约1.13×10^-2摩尔/升的氯化物阴离子，而约0.03％-0.27％的溴化物阴离子相当于约0.38×10^-2摩尔/升至约3.38×10^-2摩尔/升的溴化物阴离子。

在一些实施方案中，水性蚀刻组合物具有范围从约1.1x10^-2摩尔/升至约3.5x10^-2摩尔/升的总的氯化物和溴化物含量。

在一些实施方案中，蚀刻组合物中的氯化物和溴化物含量满足下列等式:

[Cl^-]＝[-0.221]x[Br^-]+b，

其中，[Cl^-]是指单位摩尔/升中的氯化物含量，[Br^-]是指单位摩尔/升中的溴化物含量，并且b是范围从0.65x10^-2摩尔/升至1.285x10^-2摩尔/升的数字。在一些实施方案中，蚀刻组合物中的氯化物和溴化物含量满足上文等式，并且总的氯化物和溴化物含量落入约1.1x10^-2摩尔/升至约3.5x10^-2摩尔/升的范围。