[发明专利]用于高级光刻的微乳液去除剂

说明书

本发明提供一种微乳液去除剂，以所述微乳液去除剂的总重量计，其包含1)10％至60％，至少一种有机溶剂，ii)10％至50％，至少一种共溶剂，iii)0.1％至10％，至少一种碱，iv)0.1％至10％，至少一种氧化剂，v)0.1％至10％，至少一种表面活性剂和vi)水。

技术领域

本发明涉及一种微乳液去除剂，其使得可去除在高级光刻方案中使用的聚合物膜，如三层堆叠，特别是蚀刻前后的SiARC膜。

背景技术

高级光刻技术需要使用复杂的图案化方案，如由光致抗蚀剂层、高硅含量抗反射涂层(SiARC)和高碳含量底层组成的三层抗蚀剂系统。尽管这种三层堆叠能够在10nm节点处对特征进行图案化，但由于膜中的高水平交联和硅含量，在光刻处理之后湿法去除这些膜，特别是SiARC膜引起了重大挑战。去除这些膜通常需要暴露于高水平的侵蚀性碱和氧化剂，如氢氧化铵和过氧化氢。这些化学物质可以在高温下去除低硅含量的SiARC膜，但是导致对其他敏感特征的显著损害，并且不能去除更高硅含量的SiARC层。因此，新的湿法去除化学物质的最关键要求是完全去除三层抗蚀剂堆叠，而不会对前端应用中的衬底或后端应用中的超低k电介质产生不利影响。

除了SiARC膜之外，有效地去除通常用于高级光刻的各种聚合物膜也是重要的，而不会损害相邻结构或最终影响装置性能。这包括光致抗蚀剂膜、顶涂层膜、有机聚合物膜如高碳含量的底层和一种或多种上述膜的组合；去除交联或未交联的聚合物膜、热固化的膜和用UV光照射固化的膜。还包括在其用作等离子体蚀刻工艺期间的阻挡层(等离子体组合物，如氯、溴、氟、氧、臭氧、氢、SO₂、氩、CO和XeF₂)后将被去除的膜和在用作离子注入阻挡层(硼、磷和砷离子)后将被去除的膜。

因此，在本领域中需要一种新的去除剂，其允许去除在高级光刻方案中使用的所有这些聚合物膜。

发明内容

本发明提供一种微乳液去除剂，以所述微乳液去除剂的总重量计，其包含i)10％至60％，至少一种有机溶剂，ii)10％至50％，至少一种共溶剂，iii)0.1％至10％，至少一种碱，iv)0.1％至10％，至少一种氧化剂，v)0.1％至10％，至少一种表面活性剂和vi)水。有机溶剂包括水溶度小于10％的脂肪族醇和芳香族醇、二脂肪族酯、脂肪族烃、芳香族烃、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；并且共溶剂包括在21℃下水溶度大于10％的脂肪族醇。

具体实施方式

在此描述的本发明是用于聚合物膜的剥离调配物，所述聚合物膜使用具有掺入到水相中的化学物质例如氢氧化铵和过氧化氢的油连续微乳液。在不受其束缚的情况下，提出了这样的假设：这些微乳液中的有机连续相溶胀聚合物膜并有助于物理去除膜，同时将含有去除化学物质(氢氧化铵、过氧化氢)的水相输送进入溶胀的膜并在整个膜中输送去除剂化学物质以有效地将其溶解。去除聚合物膜所需的侵蚀性去除化学物质的浓度大大降低，导致在去除工艺期间对周围结构的损害较小。

所要求的微乳液由若干组分组成，所述组分包括一种或多种有机溶剂以提供油连续相并溶胀聚合物膜，至少一种共溶剂具有小于10％的水混溶性以提供形成微乳液、氧化剂和碱以溶解聚合物膜所需的低界面张力，形成微乳液含水部分并溶解氧化剂和碱的水，和稳定含水有机溶剂界面的表面活性剂。在某些情况下，需要中和剂如醇胺来中和表面活性剂的酸官能度。

以本发明微乳液去除剂的总重量计，所述微乳液去除剂包含i)10％至60％，优选20％至50％，且更优选30％至45％，至少一种有机溶剂，ii)10％至50％，优选12％至40％，且更优选15％至30％，至少一种共溶剂，iii)0.1％至10％，优选0.5％至6％，且更优选1％至3％，至少一种碱，iv)0.1％至10％，优选1％至8％，且更优选3％至5％，至少一种氧化剂，v)0.1％至10％，优选1％至8％，且更优选3％至6％，至少一种表面活性剂和vi)水。