襯底處理的方法和用于所述方法的處理組成物技術

高鹵酸和硫酸的混合物在高溫下出乎意料地穩定，并在剝離光致抗蝕劑中是有效的，其包括用較短的處理時間剝離難以處理的注入了離子的光致抗蝕劑。在使用中，在高達145℃的溫度沒有觀察到混合物的分解。在該混合物中，硫酸是高度純化的，并具有96wt％或更高的濃度。高鹵酸優選為H5IO6。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于襯底處理的酸性組成物，以及使用該組成物處理襯底的方法。
技術介紹
盡管某些伴隨的問題，半導體處理使用光致抗蝕劑，包括使用電子束抗蝕劑是普遍的。這些問題包括去除或剝除抗蝕劑遇到的困難。一些光致抗蝕劑被高度注入，例如，離子劑量超過IO15原子/平方厘米，且注入能量高于20keV，和差不多40keV或更高。這些經注入的抗蝕劑不能通過常規的襯底處理工藝完全去除，并且甚至在某些情況下不能部分去除。 根據注入能量的等級和摻雜物的類型(硼、砷等)，許多光致抗蝕劑和它們的殘余物通過SPM (硫酸雙氧水混合物)、SOM (硫酸臭氧混合物)剝除或者，替代地，通過有機溶劑剝除；然而，這些技術不能對所有的抗蝕劑給出令人滿意的結果或根本不能去除殘余物。美國公布的專利申請No. 2009/0281016描述了包括硫酸和過碘酸的組成物，以及他們在剝除注入了離子的光致抗蝕劑中的使用。在某些實施方式中，該組成物可包括水，但其含量優選在最低限度。雖然提到了更寬的工藝溫度范圍，實際上混合物在溫度為60到90°C的范圍使用，符合由于爆炸或過度熱釋放的危險，過碘酸和強無機酸的混合物不應該加熱到混合物脫水的溫度的常規觀念。
技術實現思路
本專利技術人已經驚奇地發現高鹵酸的水溶液可以與濃硫酸或甚至發煙硫酸安全地混合，且可在工藝溫度為110°C至145° C的范圍內使用，而沒有組成物的分解或爆炸。因此，本專利技術的一個方案是一種剝離光致抗蝕劑的方法，該方法包括用硫酸和高鹵酸的混合物處理光致抗蝕劑，該混合物被加熱到110°c至145°C的溫度范圍內。與本專利技術的方法相關聯的另一個令人驚奇的發現是，與現有技術所描述的相比，硫酸和高鹵酸的混合物在上述溫度使用時，其能夠在遠遠較短的處理時間內剝離甚至是高摻雜的抗蝕劑層，這些時間是15分鐘或更少，優選為十分鐘或更少，更優選為五分鐘或更少，最優選為四分鐘或更少。優選處理時間的范圍是從30秒到15分鐘，優選一至十分鐘，更優選為一到五分鐘，最優選90秒到4分鐘。本專利技術的另一種方案是硫酸和高鹵酸的穩定混合物，其中該混合物的溫度是在110°C至145°C的范圍內。本專利技術的又一種方案是一種制備用于剝離光致抗蝕劑的組成物的方法，其包括使高鹵酸溶解于水以形成高鹵酸的水溶液，使該高鹵酸的水溶液與硫酸結合形成處理液體，并且加熱該處理液體至溫度處于110°c至145°C的范圍內。實施方案的以下詳細描述將進一步說明本專利技術，但不應該被視為對所附權利要求中采用的措辭進行限制。附圖說明圖I示出顯示光刻膠去除的有效性的電子顯微照片。具體實施例方式除非另有說明，所有的百分比都是重量百分比。添加強氧化劑(H5IO6,HClO4等)到96% (或更濃縮的100%，發煙硫酸)的硫酸，作為超強酸的、無機的、氧化的、穩定的溶劑發揮作用。令人驚奇地發現高鹵酸可以與濃硫酸甚至發煙硫酸安全地混合，而沒有爆炸或過量熱量的釋放，即使是在預期水將從混合物中釋放的溫度下也如此。水的存在通常被認為是減弱比如HClO4或H5IO6等的爆炸性質。先前已認為為避免爆炸/分解，加熱如此濃縮的混合物是不可取的，這與上述的美國所公開的專利申請No. 2009/0281016中進行的實驗一 致。高鹵酸優選為可以采取HIO4或H5IO6的形式的高碘酸。高碘酸是強氧化劑。在稀溶液中，高碘酸以離子H+和ΙΟ4—存在。當其越來越濃時，就形成原高碘酸，Η5Ι06。這也可獲得結晶固體。進一步加熱生成五氧化二碘(I2O5)和氧(根據方程式I)。方程式I :2H5I06=I205+5H20+02無水七氧化二碘在自然界中不存在，但可以通過合成形成。這里所用的術語高碘酸既包括HIO4也包括Η5Ι06。原料中，硫酸以不同濃度出售或用于商業用途，其包括工業級(78 %至93 % )和其他等級(96%、98-99%、和100%)。雜質包括金屬，如鐵、銅、鋅、砷、鉛、汞、硒、亞硫酸(SO2),硝酸鹽和氯化物。然而，生產高純度硫酸用于半導體產業。例如，美國專利6，740，302(Hostalek等)教導用含量低于IOppm的SO2生產硫酸的過程。市售半導體級硫酸包括來自Honeywell(霍尼韋爾)的PURANAL。可獲得50%的高碘酸溶液，或純度為99. 99%的高碘酸溶液。高碘酸也可以呈白色結晶固體的形式。在本專利技術中，45-65wt%高碘酸(根據H5IO6計算)的水溶液是優選的。試劑級別高碘酸比半導體級別H2SO4具有更高程度的雜質。例如，99. 99%的H5IO6有O. 01%的其他鹵素，O. 003%的Fe和百萬分之幾(ppm)的金屬雜質，其可以包括3ppm Al、3ppm Cu、3ppm Li、3ppmK、3ppm Na、3ppm Ca、3ppm Au、3ppm Mg、3PPM Zn、3ppmCr、3ppm Pb、3ppm Ni 和 3ppm Ag。硫酸和高鹵酸的相對比例優選在1/100至1/5的范圍，該比率是高鹵酸與硫酸的重量與重量的比，根據H5IO6和H2SO4算得。能夠獲得H2SO4和H5IO6的穩定混合物的調節因素可能起因于H5IO6是一種強氧化齊U，其中的雜質因此完全地被氧化的事實。當與高純度的硫酸結合時，不存在顯著數量的能夠形成誘導不穩定性的氧化還原電對(如Fe++/Fe+++)的材料(例如，160ppt或更少的Fe)。因此，兩種酸的混合物在110°C至145°C的升高的溫度范圍內意外地穩定。相似地，在高純度H2SO4中的IOppm或更少的SO2可減輕或抑制任何S02/S04 (S+4/S+6)氧化還原電對。氧化劑(高鹵酸)的摩爾濃度是相當低的，因此，考慮用臭氧再氧化，以回收剝離組成物。此外，可進一步對混合物修改，以使其具有改進的性能，如減少金屬腐蝕。更進一步地，對水含量的控制可以減少金屬腐蝕。按比例，硫酸和高鹵酸可以1/100至1/5的相對比例存在于混合物中，該比例表示高鹵酸與硫酸的重量與重量的比，根據H5IO6和H2SO4算得。另外，硫酸和高鹵酸可以以1/10的相對比例存在于混合物中，該比例表示高鹵酸與硫酸的重量與重量的比，根據H5IO6和H2SO4算得。處理時間，S卩，保持剝離組成物與待清潔的表面接觸的時間，在例如用于單晶片濕法處理的裝置中可以是從30秒到15分鐘。處理時間優選為I至10分鐘，更優選為I到5分鐘，最優選為90秒到4分鐘。可以用注入了離子的光致抗蝕劑處理半導體晶片。可以用濃硫酸與高鹵酸的水溶液混合以形成初始混合物，并加熱該初始混合物到在110°C至145°C的范圍內的溫度，從而制得該處理混合物。 在使用中，將高碘酸溶解在水中形成約60 〖％的高碘酸，且將所得的水溶液加入重量百分比約96%的濃硫酸中。將所得的混合物加熱到范圍在110°C至145°C之間的相應的工藝溫度。更具體地，將約15升的硫酸裝入在SP 305中的混合罐系統，然后加入約2. 5升的在DI (去離子水沖的約60wt%WH5I06。將工藝溫度升高到110°C然后到130°C，沒有觀察到分解。提供該液體至已安裝工件(半導體晶片)的旋轉卡盤上，例如以范圍在O. 5至5.O升/分鐘的流率，優選為I. O至3. O升/分鐘的流率，和最優選I. 5升/分鐘的流率，通過噴嘴將該液體噴涂到已安裝工件(半導本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：赫伯特·席勒，
申請(專利權)人：朗姆研究公司，
類型：
國別省市：