[发明专利]蚀刻组合物

说明书

本公开涉及蚀刻组合物，该蚀刻组合物可供使用于，例如，作为多步骤半导体制备过程中的中间步骤，选择性地从半导体基板去除硅锗(SiGe)。

相关申请案的交叉引用

本申请主张于2019年2月28日提交的美国专利临时申请案62/811,600以及于2018年12月3日提交的美国专利临时申请案62/774,382的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本公开内容涉及蚀刻组合物以及使用蚀刻组合物的方法。特别地，本公开内容涉及蚀刻组合物，该蚀刻组合物可以在存在其他暴露材料或底层材料的情况下选择性蚀刻硅锗，例如金属导体(例如，铜)、阻挡材料、绝缘体材料(例如，低k介电材料)。

背景技术

半导体产业正在迅速减少微电子装置、硅芯片、液晶显示器、MEMS(Micro ElectroMechanical Systems，微电子机械系统)、印刷线路板等中的电子电路以及电子元件的尺寸和密度。位于它们之中的集成电路正随着介于每个电路层之间的绝缘层的不断减少的厚度以及越来越小的特征尺寸而被分层或堆叠。由于特征尺寸已经缩小，图案已变得更小，而且装置性能参数更加严密且更为稳健。结果是，在此之前可被容忍的各种不同问题由于该更小的特征尺寸而不能够再被容忍或已变成更大的一个问题。

在先进的集成电路的生产上，为了最小化与较高的密度相关联的问题以及优化性能，高k和低k绝缘体以及各种阻挡层材料已被使用。

硅锗(SiGe)可以被应用于半导体器件、液晶显示器、MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)、印刷线路板等的制造中，作为纳米线(nanowires)和/或纳米片(nanosheets)。举例来说，它可以被使用作为多栅极器件，如多栅极场效晶体管(field-effect transistor,FET)(例如，全环绕式栅极FET)，中的栅极材料。

发明内容

在半导体器件的建构中，硅锗(SiGe)经常需要被蚀刻。在各式各样类型的SiGe的使用于及器件环境中，在该材料被蚀刻的同时，其他的层与之接触或以其他方式被暴露。该SiGe在这些其它材料(例如，金属导体、绝缘体和硬掩膜)存在下的高度选择性蚀刻通常为器件产率以及长寿命所需要的。对SiGe的蚀刻处理可为等离子蚀刻处理(plasma etchingprocess)。但是，在该SiGe层上使用等离子蚀刻处理可能对栅极绝缘层与半导体基板中的任一者或这两者造成损害。此外，该蚀刻方法可能通过蚀刻被栅极所暴露出的栅极绝缘层而将一部分的半导体基板去除。晶体管的电气特性可能被不利地影响。为了避免这样的蚀刻损害，附加的保护器件制造步骤可以被使用，但成本高昂。

本公开涉及用于相对于半导体器件中的硬掩膜层(hard mask layers)、栅极材料(例如，SiN、多晶硅或SiO_x)以及低k介电层(例如，SiN、多晶硅、SiO_x、碳掺杂氧化物或SiCO)选择性地蚀刻SiGe的组合物与方法。更特别地，本公开涉及用于相对于低k介电层选择性地蚀刻SiGe的组合物与方法。

在一个方面中，本公开以包含下列的蚀刻组合物为特征：a)至少一种含氟酸，该至少一种含氟酸包含氢氟酸或六氟硅酸；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含甲酸、乙酸、丙酸或丁酸；d)至少一种聚合萘磺酸；e)至少一种胺，该至少一种胺包含化学式(I)：N-R₁R₂R₃的胺，其中，R₁是任选被OH或NH₂取代的C₁-C₈烷基，R₂是H或任选被OH取代的C₁-C₈烷基，以及R₃是任选被OH取代的C₁-C₈烷基；以及f)水。