預防干燥期間高縱橫比結構崩塌的方法技術

本發明專利技術涉及降低易碎高縱橫比結構在干燥期間所經受的毛細力，以實質上地預防該高縱橫比結構在干燥期間損傷的方法。該方法包括修飾高縱橫比結構的表面，以使該力充分地減至最小，且因此少于10%的高縱橫比特征會在其上具有該特征的結構的干燥期間彎曲或崩塌。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及清潔/干燥高縱橫比結構的方法，其中實質上地防止該結構在干燥期間的崩塌。
技術介紹
在半導體裝置設計中有使用具狹窄特征的高縱橫比結構的致密陣列的持續發展趨勢。當對此等類型的結構采用濕式過程時，在干燥期間出現的毛細力通常會導致特征的扭曲及甚至崩塌。此等扭曲會干擾裝置操作。更具體而言，此在濕式蝕刻DRAM或閃存儲存節點中是一項嚴重的問題，且會限制諸如25納米及以下的更具侵略性幾何形體的縮放。亦預期清潔STI (淺溝渠隔離)特征、閘極晶體管、接點、第一金屬層、MEMS(微機電系統)結構及一些光伏打結構(諸如銀太陽能電池)是一項問題。高縱橫比結構內的毛細力是由楊-拉普拉斯(Young-Laplace)方程式描述,其中該力與結構內的液體的空氣/液體表面張力及液體與特征表面間的接觸角的余弦成比例。其它界面現象包括長程電雙層力及震蕩溶劑合力。避免毛細損傷的大多數當前方法使用低表面張力液體，其可顯著降低相對于水的毛細力。在使用現有技術的組合物及方法干燥期間仍會發生該扭曲及崩塌。
技術實現思路
本專利技術總體上涉及預防高縱橫比結構在干燥期間損傷的方法。更更具體而言，本專利技術涉及修飾表面特征以使組合物在該經修飾表面處的接觸角為約90度的方法。在一方面中，一種修飾高縱橫比特征的表面的方法，該方法包括:使高縱橫比特征的表面與添加劑組合物接觸以產生經修飾表面，其中當使沖洗溶液與經修飾表面接觸時作用于高縱橫比特征上的力被充分地減至最小，以至少在移除沖洗溶液或至少在干燥高縱橫比特征期間防止高縱橫比特征彎曲或崩塌。在另一方面中，描述一種制品，該制品包括添加劑組合物及經修飾表面，其中該添加劑組合物包含至少一種表面活性劑、至少一種有機溶劑、任選的至少一種共表面活性劑、任選的至少一種消泡劑、任選的至少一種緩沖劑、及至少一種穩定劑。 在又一方面中，描述一種制品，該制品包括經修飾的高縱橫比表面，該經修飾表面包含被吸附的表面活性劑化合物及沖洗溶液，其中與該經修飾表面接觸的該組合物具有在約70度至約110度范圍內的接觸角，及其中該經修飾的高縱橫比表面包含經摻雜的單晶硅、經摻雜的多晶硅、未經摻雜的單晶硅、未經摻雜的多晶硅、氧化硅、氮化硅、非晶形碳、氮化鎵、氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、硅化鈷、硅化鎳、釕、氧化釕、其它含釕化合物、或其組合。在又一方面中，描述一種制品，該制品包括經修飾的高縱橫比表面，該經修飾表面包含被吸附的表面活性劑化合物及沖洗溶液，其中與該經修飾表面接觸的該組合物具有在約70度至約110度范圍內的接觸角，及其中該經修飾的高縱橫比表面包含氮化鈦、釕、氧化釕、其它含釕化合物、或其組合。本專利技術的其它方面、特征、及優點將可由隨后公開的內容及權利要求書而更完整明了。附圖說明圖1是預防高縱橫比結構在干燥期間損傷的方法的示意圖。圖2a及圖2b說明DI水在經不同調配物處理的毯覆式TiNx(ALD)上的接觸角。圖3說明評估經修飾Ru表面的接觸角的一般方法流程。圖4說明DI水在經不同調配物處理的毯覆式Ru(ALD)上的接觸角。圖5說明評估經修飾多晶硅表面的接觸角的一般方法流程。圖6a及圖6b說明DI水在經不同調配物處理的毯覆式多晶硅上的接觸角。實施方式本專利技術總體上涉及降低易碎高縱橫比結構在干燥期間所經受的毛細力，因此實質上地預防該高縱橫比結構在干燥期間損傷的方法。更更具體而言，本專利技術涉及修飾表面特征以使組合物在該經修飾表面處的接觸角為約90度的方法。根據楊-拉普拉斯方程式，Ap=2( Y) (cos 0 )/r,當表面的接觸角(0 )接近90o且與表面接觸的組合物的表面張力(Y)經最小化(例如，通過于其中包含表面活性劑)時，在具有曲率半徑(r)的高縱橫比特征各側上的壓力差(Ap)將接近零，因此最小化或防止特征崩塌。為此，本專利技術涉及一種修飾高縱橫比特征的表面，以致與其接觸的沖洗溶液將具有約90度的接觸角的方法。在此等條件下，預期毛細力接近零。為容易參考起見，“微電子器件”相當于經制造用于微電子、集成電路、能量收集、或計算機芯片應用中的半導體基板、平板顯示器、相變記憶裝置、太陽能面板及包括太陽能電池裝置、光伏打組件、及微機電系統(MEMS)的其它產品。應明了術語“微電子器件”、“微電子基板”及“微電子器件結構”并不具任何限制意味，且包括任何最終將成為微電子器件或微電子組件的基板或結構。微電子器件可為圖案化、毯覆式、控制和/或測試器件。如本文所使用的“約”意指相當于所述值的±5%。“被充分最小化的力”在本文被定義為相當于高縱橫比特征彎曲或崩塌的最小化。更具體而言，基于該結構上的特征總面積計，少于10%的高縱橫比特征將于其上具有該特征的結構的干燥期間彎曲或崩塌，更優選少于5%的高縱橫比特征將于干燥期間彎曲或崩塌，甚至更優選少于2%的高縱橫比特征將于干燥期間彎曲或崩塌，及最優選少于1%的高縱橫比特征將于其上具有該特征的結構的干燥期間彎曲或崩塌。“彎曲”相當于在沖洗前任何特征相對于其空間定位的偏離，且包括特征的觸碰或黏著，盡管應明了特征可彎曲而不彼此觸碰或黏著至另一特征。“崩塌”相當于在沖洗之前特征相對于空間定位的更實質的偏離，其中該特征已經歷骨牌效應(即一特征崩塌于第二者上導致第二特征的崩塌等等)。崩塌可包括該特征自結構完全移除或該特征僅部分崩塌于彼此之上。如文中所定義，“高縱橫比特征”相當于在微電子器件上的特征，其中的縱橫比(特征高度相對于其寬度之比)大于2:1，更優選大于5:1及甚至更優選大于10:1。具高縱橫比的特征包括，但不限于，前段過程(FE0L ;front end of the line)特征諸如淺溝渠隔離(STI)特征、閘極晶體管、接點、閃存、及DRAM電容器、后段過程(BE0L;back end of line)特征以及其它見于相關領域諸如MEMS及光伏打電池應用(諸如銀太陽能電池)中的特征。如文中所定義，“沖洗溶液”相當于具有等于或低于水(72.8達因/厘米(dyne/cm))的表面張力，優選在約72.8達因/厘米至約65達因/厘米范圍內，更優選約72.8達因/厘米至約70達因/厘米的組合物。如文中所定義，“自高縱橫比特征的表面移除諸如氧化物的犧牲材料”相當于自微電子器件移除諸如氧化物的犧牲材料以暴露高縱橫比特征的表面，而不管諸如氧化物的犧牲材料的厚度為何。如文中所定義，“低干燥力”(其對應于前述楊-拉普拉斯方程式中的Ap)對應于低Ap，其中接觸角0優選接近90度和/或液體的表面張力Y優選被降低。由于許多變化，低毛細力對應于足夠低，以致如本領域技術人員所可輕易判定，高縱橫比特征不會于干燥期間彎曲或崩塌的毛細力。如文中所使用，“殘余物”相當于在微電子器件的包括(但不限于)等離子體蝕刻、灰化、濕式蝕刻、及其組合的制造期間產生的顆粒。如文中所使用，“污染物”相當于在等離子體蝕刻、灰化、或濕式蝕刻后存在于微電子器件表面上的除殘余物外的化學物質、反應及化學副產物、及任何其它作為該過程的副產物的材料。污染物通常為有機性質。如文中所定義，“蝕刻后殘余物”相當于在氣相等離子體蝕刻過程(例如，BEOL雙重鑲嵌加工)后殘留的材料。蝕刻后殘余物的性質可為有機、有機金屬、寡聚/聚合、或無機，例如，含硅材料、碳基有機材料、及蝕刻氣體殘余物諸如氧及氟。如文中所定本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.27 US 61/377,689;2010.08.31 US 61/378,548;1.修飾高縱橫比特征的表面的方法，該方法包括: 使該高縱橫比特征的表面與添加劑組合物接觸以產生經修飾表面， 其中，當沖洗溶液與經修飾表面接觸時，作用于該高縱橫比特征上的力被充分地最小化，以至少在移除該沖洗溶液或至少在干燥該高縱橫比特征期間防止高縱橫比特征彎曲或崩塌。2.權利要求1的方法，其中，與該經修飾表面接觸的該沖洗溶液具有在約70度至約110度范圍內的接觸角。3.權利要求1或2的方法，其中，該表面包括氮化鎵、氮化鈦、非晶形碳、氮化鉭、氮化鎢、硅化鈷、硅化鎳、多晶硅、氮化硅和/或選自由釕、氧化釕、氮化釕、其它含釕化合物所組成的組的含釕化合物、或其任何組合。4.權利要求1或2的方法，其中，該表面包括氮化鈦、非晶形碳、氮化鉭、氮化鎢、硅化鈷、硅化鎳、和/或選自由釕、氧化釕、氮化釕、其它含釕化合物所組成的組的含釕化合物、或其任何組合。5.權利要求1或2的方法，其中，該表面包括經摻雜或未經摻雜的單晶硅、經摻雜或未經摻雜的多晶硅、多晶硅、二氧化硅、氮化硅、或其組合。6.權利要求1或2的方法，其中，該高縱橫比特征包括氮化鈦、釕、氧化釕、氮化釕、其它含釕化合物、或其任何組合。7.前述權利要求任一項的方法，其中，該添加劑組合物包含表面活性劑、至少一種溶齊U、任選的至少一種共表面活性劑、任選的至少一種緩沖劑、任選的至少一種消泡劑、及至少一種穩定劑。8.權利要求7的方法，其中，該表面活性劑選自由酸、堿、非離子性表面活性劑、陰離子性表面活性劑、陽離子性表面活性劑、兩性離子表面活性劑、及其組合所組成的組。9.權利要求7的方法，其中，該表面活性劑包含磷酸、膦酸、膦酸單酯、磷酸單酯及磷酸二酯、羧酸、二羧酸單酯、三羧酸單酯及三羧酸二酯、硫酸單酯、磺酸、胺、及其鹽。10.權利要求7-9任一項的方法，其中，該表面活性劑包含選自下組中的物質:(i)具有2-30個碳原子的直鏈烴基，(ii)具有2-20個碳原子的支鏈烴基，(iii)兩個具有2-30個碳原子的直鏈烴基，(iv)兩個具有6-30個碳原子的支鏈烴基，(v)式(R1) (R2)P(=0) (R3)的物質，其中R1、R2及R3彼此獨立且選自由氫、羥基、C2-C30烷基、C2-C3tl烯、環烷基、C2-C30烷氧基、及其組合所組成的組，(vi)式(R1R2R3R4) NX的物質，其中R1、R2、R3及R4彼此獨立且選自由氫、C1-C3tl烷基、C2-C3tl烯、環烷基、C1-C3tl烷氧基、C1-C3tl羧酸酯、及其任何組合所組成的組，且其中X是任何具有-1電荷的陰離子，(vii)式[(R1) (R2)N]C(=0) (CR3R4)nC(=0) [N(R5)(R6)]的物質，其中R1、R2、R3、R4、R5、及R6彼此獨立且選自由氫、C2-C3tl烷基、C2-C3tl烯、環烷基、C2-C30烷氧基X2-C3tl羧酸酯、及其任何組合所組成的組，且其中n=l-12的任何整數，(viii)式 R1C (=0) (OH)的物質，其中 R1 選自 C1-C30 烷基或 C2-C30 亞烷基鏈，(ix) R1C (=0) (OH) (CH2) (0=) (HO) CR2，其中R1或R2彼此獨立且選自C1-C3tl烷基及C2-C3tl亞烷基鏈，及n是介于0與20之間的整數，(x)具有7-14個碳原子的全氟化烴基，及(xi)其任何組合。11.權利要求7-9任一項的方法，其中，該表面活性劑包含選自下組中的至少一種物質:癸基膦酸、十二烷基膦酸、十四烷基膦酸、十六烷基膦酸、雙(2-乙基己基)磷酸酯、十八烷基膦酸、全氟庚酸、全氟癸酸、三氟甲磺酸、磷酰基乙酸、十二烷基苯磺酸、二-十八烷基磷酸氫酯、十八烷基磷酸二氫酯、十八烷基膦酸、十二烯基琥珀酸單二乙醇酰胺、十八烷基膦酸、月桂酸、棕櫚酸、油酸、杜松酸、12羥基硬脂酸及十二烷基胺。12.權利要求7-9任一項的方法，其中，該表面活性劑包含選自下組中的至少一種物質:聚氧亞乙基月桂基醚、十二烯基琥珀酸單二乙醇酰胺、乙二胺四(乙氧化物-嵌段-丙氧化物)四醇、聚氧亞乙基聚氧亞丙基二醇、聚氧亞丙基蔗糖醚、叔辛基苯氧基聚乙氧乙醇、聚氧亞乙基(9)壬基苯基醚(支鏈)、聚氧亞乙基山梨糖醇六油酸酯、聚氧亞乙基山梨糖醇四油酸酯、聚乙二醇脫水山梨糖醇單油酸酯、脫水山梨糖醇單油酸酯、烷基-多葡萄糖苷、全氟丁酸乙酯、1，1，3，3，5，5-六甲基-1，5-雙[2- (5-降冰片烯-2-基)乙基]二娃氧烷、單體十八烷基硅烷衍生物、經硅氧烷改性的聚硅氮烷、有機硅-聚醚共聚物、十七烷氟辛烷磺酸四乙銨、氯化硬脂基三甲銨、溴化4- (4- 二乙氨基苯基偶氮)-1-(4-硝基芐基)吡錠、氯化鯨蠟基吡錠單水合物、苯扎氯銨、芐索氯銨、氯化芐基二甲基十二烷基銨、氯化芐基二甲基十六烷基銨、溴化十六烷基三甲基銨、氯化二甲基二-十八烷基銨、氯化十二烷基三甲基銨、對甲苯磺酸十六烷基三甲基銨、溴化二-十二烷基二甲基銨、氯化二(氫化牛脂)二甲基銨、溴化四庚基銨、溴化四癸基銨、Aliquaf336及奧芬溴銨、氯化二甲基二-十八烷基銨、溴化二甲基二 -十六烷基銨、聚氧亞乙基月桂基醚鈉、二己基磺基琥珀酸鈉、二環己基磺基琥珀酸鈉鹽、7-乙基-2-甲基-4-1^一烷基硫酸鈉、SODOSIL RM02、磷酸酯含氟表面...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳天牛，斯蒂芬·比洛德奧，許志民，中西睦，松岡正弘，中山文雄，張鵬，邁克爾·B·克爾贊斯基，埃馬紐爾·I·庫珀，凱特·維卡萊里，馬康南·佩恩，
申請(專利權)人：高級技術材料公司，
類型：
國別省市：