专利名称：用于去除光刻胶的组合物及利用该组合物形成图案的方法
技术领域：
本发明的示例性实施例涉及一种用于去除光刻胶的组合物以及一种利用该组合物形成图案的方法。具体地说，本发明的示例性实施例涉及一种用于有效地去除光刻胶而没有剩余残留物的组合物以及一种利用该组合物形成图案的方法。
背景技术：
随着信息处理装置的日益广泛使用，信息处理装置中采用的半导体器件被迅速地改进，以便相应地满足尖端技术的发展。制造现今使用的半导体器件，以确保快速响应速度和高存储容量。为了获得诸如快速响应速度和高存储容量的特性，继续发展半导体制造技术，以获得更高的集成度，因此，用于形成微型图案的过程(诸如光刻过程)在制造半导体器件中变得更为重要。
在传统的光刻过程中，将光刻胶膜涂布在待形成图案的基板或层上，然后对光刻胶膜进行曝光并显影，从而在待形成图案的基板或层上形成光刻胶图案。利用光刻胶图案作为蚀刻掩膜，蚀刻待形成图案的基板或层。然后从基板和/或形成于基板上的图案上去除光刻胶图案和蚀刻残余物。
其间，在离子注入过程中利用光刻胶图案作为离子注入掩膜，用于在基板中形成杂质区域。
在光刻过程或离子注入过程中采用的光刻胶图案应该被完全去除，以确保半导体器件所需要的电特性。尤其是，当光刻胶图案形成在包含氧化物、硅化物、多晶硅、聚酰亚胺、金属氮化物、或者诸如铝或钨的金属的下层图案上时，要在不损坏基板和下层图案的情况下，去除光刻胶图案和蚀刻残余物。
为了在不损坏下层图案的情况下去除光刻胶图案和蚀刻残余物，韩国已公开的专利出版物No.2000-16879公开了一种用于去除光刻胶的传统的组合物，该组合物包含至少一种烷氧基N-羟烷基烷酰胺、偶极矩超过3的极性材料、防腐剂和链烷醇胺。此外，日本已公开的专利出版物No.2003-68699公开了一种用于去除蚀刻残余物的传统的清洁溶液，该清洁溶液包含链烷醇胺、有机溶剂、以及包括氟化合物的亚砜化合物。
传统的组合物和传统的清洁溶液可以有效地去除光刻胶图案，然而，传统的组合物和传统的清洁溶液不能完全去除由目前半导体器件中的金属图案所产生的具有纳米尺寸的蚀刻残余物。尤其是，传统的组合物和传统的蚀刻溶液不能有效地去除在用于形成静态随机存取存储器(SRAM)装置或闪存装置的制造过程中所产生的微小蚀刻残余物。因此，剩余的蚀刻残余物可能引起静态存储器(SRAM)装置和闪存装置的电故障。此外，当包含聚合物的蚀刻残余物残留在触点所处的接触孔中时，在半导体器件中触点的接触电阻可能增大。
由于目前的半导体器件包括利用诸如铝、钛、钽、钨、和/或铜等各种金属形成的导线，包含有机聚合物和金属聚合物的蚀刻残余物被完全去除，以确保半导体器件所需要的特性，并降低半导体器件的生产成本。因此，还需要一种用于去除光刻胶的新型组合物，以在不损坏基板和形成于基板上的金属图案的情况下，完全去除光刻胶图案和包含聚合物的蚀刻残余物。
发明内容
本发明的示例性实施例提供了一种用于去除光刻胶的组合物，该组合物能够在不损坏待形成图案的结构和/或基板的情况下，有效地去除光刻胶和蚀刻残余物。
本发明的示例性实施例提供了一种利用该组合物形成具有所需要尺寸和外形的图案的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于去除光刻胶的组合物，该组合物包含羟胺、链烷醇胺化合物(alkanolamine-basedcompound)、吗啉化合物(morpholine-based compound)、极性溶剂、防腐剂和水。该组合物可以包含重量百分比约5.0％至约30.0％的羟胺、重量百分比约5.0％至约15.0％的链烷醇胺化合物、重量百分比约1.0％至约10.0％的吗啉化合物、重量百分比约30.0％至约70.0％的极性溶剂、重量百分比约0.1％至约5.0％的防腐剂、以及其余的水。
在本发明的示例性实施例中，链烷醇胺化合物可以包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甘醇胺(glycolamine)、二甘醇胺、或一异丙醇胺(monoisopropanolamine)。这些可以单独或者以其混合物的形式使用。
在本发明的示例性实施例中，吗啉化合物可以包括吗啉、N-甲基吗啉或N-甲基吗啉N-氧化物。这些可以单独或者以其混合物的形式使用。
在本发明的示例性实施例中，极性溶剂可以包括二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、或二甲基亚砜。这些可以单独或者以其混合物的形式使用。
在本发明的示例性实施例中，防腐剂可以包括氨基三乙酸、苯并三唑、抗坏血酸或者五倍子酸。这些可以单独或者以其混合物的形式使用。
在本发明的示例性实施例中，组合物可以具有约40℃至约80℃的温度。
根据本发明的另一方面，提供了一种形成图案的方法。在形成图案的方法中，在基板上形成层之后，在该层上形成光刻胶图案。利用光刻胶图案作为蚀刻掩膜对由光刻胶图案所露出的层的一部分进行蚀刻，以在基板上形成图案。利用包含羟胺、链烷醇胺化合物、吗啉化合物、极性溶剂、防腐剂、和水的组合物去除光刻胶图案。
在本发明的示例性实施例中，该层可以包括金属、氧化物、氮化物、金属氮化物和/或多晶硅。
在本发明的示例性实施例中，光刻胶图案可以在约40℃至约80℃的温度下去除。
根据本发明，在不损坏基板和/或包含金属、氮化物、氧化物和/或金属氮化物的图案的情况下，用于去除光刻胶的组合物可以有效地去除光刻胶图案和蚀刻残余物。因此，通过完全去除作为蚀刻掩膜而使用的光刻胶图案，可以精确地形成半导体器件中的金属导线、导电图案和/或绝缘图案，而不会损坏金属导线、导电图案和/或绝缘图案。尤其是，该组合物可以有效地去除光刻胶图案和从包括诸如钛或钨之类金属的图案中产生的蚀刻残留物。因此，可以显著改善半导体器件(例如DRAM装置、SRAM装置或者闪存装置)的生产率和可靠性。
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其它特征和优点将变得更显然，附图中图1至图4是示出了根据本发明示例性实施例的利用用于去除光刻胶的组合物形成图案的方法的截面视图。
具体实施例方式
下文将参照附图对本发明进行更全面的描述，其中示出了本发明的示例性实施例。但是，本发明可以以许多不同形式来实施，并且不应该解释为限于这里所提出的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例是为了使本公布更全面和完整，并向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见，可能将层和区域的尺寸和相对尺寸放大了。
可以理解，当提及一个元件或层在另一元件或层“上”、“连接至”或“耦合至”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、连接至或耦合至另一元件或层，或者可能存在插入元件或层。相反，当提及一个元件“直接”在另一元件或层上、“直接连接至”或“直接耦合至”另一元件或层时，则不存在插入元件或层。全文中，相同的标记表示相同的元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列条目中的任一个以及所有组合。
可以理解，尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不背离本发明宗旨的前提下，下面所讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以称为第二元件、组件、区域、层或部分。
为了便于描述，这里可以使用空间上的相对术语，例如“在之下”、“在下面”、“下面的”、“在…上方”、“上面的”和类似的术语，以描述附图中所示出的一个元件或特征对于另一个(多个)元件或特征的关系。可以理解，空间上的相对术语除了附图中示出的方位外，还可以包括使用或操作中器件的不同方位。例如，如果将附图中的器件翻转，那么在另一个元件或特征“下面”或“下方”的元件或特征，其方位将变成在另一个元件或特征的“上面”。因此，示例术语“在下面”可以包括上面和下面两个方位。器件可以在其它的方位(旋转90度或在其它方位)，而这里所使用的空间上的相对描述可以作相应的解释。
这里所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不用于限制本发明。如这里所使用的，如果上下文没有清楚地指明，单数形式“a”“an”和“the”也可以包括复数形式。还可以理解，当术语“含有(comprises和/或comprising)”或者“包括(include和/或including)”用于本说明书中时，表明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件，但并不排除存在或附加有一个或多个其它的特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或其构成的组。
这里将参照横截面视图描述本发明的示例性实施例，这些横截面视图是本发明理想实施例(和中间结构)的示意图。同样，可以预料由于例如制造技术和/或公差而造成的图示形状的差异。因此，本发明的示例性实施例不应该解释为限于这里所示区域的具体形状，而是包括例如由于制造而产生的形状偏差。例如，图示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆形或曲线形特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元变化。同样，由注入形成的掩埋区可能会在掩埋区与通过其发生注入的表面之间的区域中产生一些注入。因此，图中所示的区域在本质上是示意性的，它们的形状不是示出描述器件区域的实际形状，也不用来限制本发明的范围。
除非另外限定，这里所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。还可以理解，应该将术语(如在常用词典中定义的那些术语)解释为具有与相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应该解释为理想化或过于正式的含义，除非这里特别限定。
用于去除光刻胶的组合物在本发明的一些示例性实施例中，用于去除光刻胶的组合物可以包含羟胺(HDA)、链烷醇胺化合物、吗啉化合物、极性溶剂、防腐剂和其余的水。
用于去除光刻胶的组合物中的羟胺可以去除在蚀刻过程中产生的聚合物，并且还可以调整聚合物的去除率。
当用于去除光刻胶的组合物中的羟胺(HDA)的含量基于组合物的全部重量低于约5％的重量百分比时，蚀刻过程中产生的聚合物不能被有效地去除。当组合物中的羟胺(HDA)的含量基于组合物的全部重量高于约30％的重量百分比时，形成于基板上的导电结构和/或绝缘结构可能在蚀刻过程中被损坏。因此，用于去除光刻胶的组合物可以包含重量百分比约5％至约30％的羟胺(HDA)。
用于去除光刻胶的组合物中的链烷醇胺化合物可以使光刻胶膨胀和/或弱化，从而可以容易地从基板、导电结构和/或绝缘结构上去除光刻胶。
链烷醇胺化合物的实例可以包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺、三乙醇胺、甘醇胺、二甘醇胺、一异丙醇胺，等等。这些可以单独或者以其混合物的形式使用。
当组合物中的链烷醇胺化合物的含量基于组合物的全部重量低于约5％的重量百分比时，光刻胶不能被容易地去除，从而用于去除光刻胶的时间可能过度增加。当链烷醇胺化合物的含量高于约15％的重量百分比时，待蚀刻的层或结构可能被损坏。因此，用于去除光刻胶的组合物可以包含重量百分比约5％至约15％的链烷醇胺化合物。
组合物中的吗啉化合物可以防止导电结构和/或绝缘结构在蚀刻过程中被损坏。
吗啉化合物的实例可以包括吗啉、N-甲基吗啉、N-甲基吗啉N-氧化物(NMMO)，等等。这些可以单独或者以其混合物的形式使用。
当组合物中的吗啉化合物的含量基于用于去除光刻胶的组合物的全部重量低于约1％的重量百分比时，导电结构和/或绝缘结构可能在蚀刻过程中被损坏。当组合物中吗啉化合物的含量高于约10％的重量百分比时，组合物的粘性可能不合需要地被增加。因此，用于去除光刻胶的组合物可以包含重量百分比约1％至约10％的吗啉化合物。
用于去除光刻胶的组合物中的极性溶剂可以溶解膨胀的和/或弱化的聚合物，并且还可以溶解从基板、导电结构和/或绝缘结构上分离的光刻胶和蚀刻残余物。此外，极性溶剂可以调整用于去除光刻胶的组合物的粘性。因此，聚合物、光刻胶和蚀刻残余物不可能再次粘附于基板、导电结构和/或绝缘结构上。
极性溶剂的实例可以包括二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜，等等。这些可以单独或者以其混合物的形式使用。
当用于去除光刻胶的组合物中的极性溶剂的含量基于组合物的全部重量低于约30％的重量百分比时，光刻胶和蚀刻残余物可能没有被完全溶解或分离，并且聚合物可能粘附于基板、导电结构和/或绝缘结构上。当组合物中的极性溶剂的含量高于约70％的重量百分比时，组合物的粘性可能相对很低。因此，用于去除光刻胶的组合物可以包含重量百分比约30％至约70％的极性溶剂。
组合物中的防腐剂可以防止包括金属的下层导线在去除光刻胶的过程中被腐蚀。
防腐剂的实例可以包括氨基三乙酸(NTA)、苯并三唑、抗坏血酸、五倍子酸，等等。这些可以单独或者以其混合物的形式使用。
当组合物中防腐剂的含量基于组合物的全部重量低于约0.1％的重量百分比时，下层导线可能在去除光刻胶的过程中被腐蚀。当组合物中防腐剂的含量高于约5％的重量百分比时，聚合物和/或蚀刻残余物不可能被充分地去除。因此，用于去除光刻胶的组合物可以包含重量百分比约0.1％至约5％的防腐剂。
用于去除光刻胶的组合物中其余的水的实例可以包括不掺杂质的纯净水、超纯净水、去离子(DI)水，等等。
组合物中的其余的水可以用作溶解组合物中组分的溶液。此外，组合物的粘度和特性可以根据其余的水的含量而改变。
用于去除光刻胶的组合物可以有效地去除在一过程中用作蚀刻掩膜的光刻胶图案，以便在不损坏图案、导电结构、绝缘结构和/或基板的情况下形成图案、导电结构、绝缘结构和/或半导体器件(例如，动态随机存取存储器(DRAM)装置、静态存储器(SRAM)装置、闪存装置)，等等。此外，用于去除光刻胶的组合物可以有效地去除聚合物、蚀刻残余物和/或从导电结构、绝缘结构和/或基板中分离的光刻胶。尤其是，用于去除光刻胶的组合物可以有效地去除在蚀刻过程中产生的金属蚀刻残余物，以形成包括钛(Ti)的导线。
实例1通过将基于组合物全部重量的重量百分比约20.0％的羟胺(HDA)、重量百分比约5.0％的作为链烷醇胺化合物的一乙醇胺(MEA)、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的N-甲基吗啉N-氧化物(NMMO)、重量百分比约44.5％的作为极性溶剂的N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的氨基三乙酸(NTA)、以及重量百分比约25.0％的去离子(DI)水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例2通过将重量百分比约5.0％的HDA、重量百分比约10.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约49.5％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约30.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例3通过将重量百分比约5.0％的HDA、重量百分比约15.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约7.5％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约59.5％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约12.5％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例4通过将重量百分比约5.0％的HDA、重量百分比约15.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约7.5％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约59.8％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.2％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约12.5％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例5通过将重量百分比约7.5％的HDA、重量百分比约10.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约47.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约30.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例6通过将重量百分比约10.0％的HDA、重量百分比约10.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重0量百分比约44.5％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约30.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例7通过将重量百分比约7.5％的HDA、重量百分比约10.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.5％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约49.5％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约30.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例8通过将重量百分比约7.5％的HDA、重量百分比约10.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.5％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约69.5％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约10.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例9通过将重量百分比约7.5％的HDA、重量百分比约10.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.5％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约49.5％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约30.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例10通过将重量百分比约6.0％的HDA、重量百分比约6.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约60.6％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.4％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例11通过将重量百分比约9.0％的HDA、重量百分比约6.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约57.6％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.4％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例12通过将重量百分比约6.0％的HDA、重量百分比约6.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约57.6％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.4％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例13通过将重量百分比约9.0％的HDA、重量百分比约6.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约54.6％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.4％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例14通过将重量百分比约6.0％的HDA、重量百分比约6.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约60.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约1.0％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例15通过将重量百分比约9.0％的HDA、重量百分比约6.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约57.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约1.0％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例16通过将重量百分比约6.0％的HDA、重量百分比约6.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约57.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约1.0％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例17通过将重量百分比约9.0％的HDA、重量百分比约6.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约54.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约1.0％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例18通过将重量百分比约9.0％的HDA、重量百分比约14.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约49.6％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.4％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例19通过将重量百分比约6.0％的HDA、重量百分比约14.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约49.6％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.4％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例20通过将重量百分比约9.0％的HDA、重量百分比约14.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约46.6％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.4％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例21通过将重量百分比约6.0％的HDA、重量百分比约14.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约52.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约1.0％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例22通过将重量百分比约9.0％的HDA、重量百分比约14.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约49.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约1.0％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例23通过将重量百分比约6.0％的HDA、重量百分比约8.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约58.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约1.0％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例24通过将重量百分比约6.0％的HDA、重量百分比约10.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.0％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约56.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约1.0％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例25通过将重量百分比约5.0％的HDA、重量百分比约10.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.5％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约64.9％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.1％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约17.5％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例26通过将重量百分比约6.5％的HDA、重量百分比约15.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.5％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约50.5％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例27通过将重量百分比约6.5％的HDA、重量百分比约10.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.5％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约55.5％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
实例28通过将重量百分比约5.0％的HDA、重量百分比约13.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约2.5％的作为吗啉化合物的NMMO、重量百分比约54.0％的作为极性溶剂的DMAC、重量百分比约0.5％的作为防腐剂的NTA、以及重量百分比约25.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
对比实例1通过将重量百分比约17.5％的HDA、重量百分比约60.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为防腐剂的邻苯二酚、以及重量百分比约17.5％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
对比实例2通过将重量百分比约30.0％的HDA、重量百分比约60.0％的作为链烷醇胺化合物的MEA、重量百分比约5.0％的作为防腐剂的邻苯二酚、以及重量百分比约5.0％的DI水加以混合，来制备用于去除光刻胶的组合物。
表1示出了根据实例1至28以及对比实例1和2在用于去除光刻胶的组合物中各组分的含量。
表1
评估用于去除光刻胶的组合物的去除功效关于聚合物、蚀刻残余物、包括铝(Al)的金属导线和包括钨(W)的金属导线方面，测量根据实例1至28以及对比实例1和2的组合物的去除功效。
为了评估用于去除光刻胶的组合物的去除功效，在硅基板上形成第一多层结构。每个第一多层结构均包括氧化硅层、铝(Al)层、以及钛/氮化钛(Ti/TiN)层。在第一多层结构上形成光刻胶图案之后，第一多层结构的由光刻胶图案所露出的部分被蚀刻，由此在基板上分别形成第一多层图案。然后根据实例1至28以及对比实例1和2分别制备用于去除光刻胶的组合物。
同时，在硅基板上形成第二多层结构。每个第二多层结构均包括Ti/TiN层和钨(W)层。利用光刻胶图案作为蚀刻掩膜对第二多层结构进行部分蚀刻，由此在基板上形成第二多层图案。
根据实例1至28以及对比实例1和2的组合物被存放在容器(bicker)中之后，将包括第一多层图案的样品浸入到组合物内约10分钟。这里，每一种组合物可以具有约60℃的温度。
利用去离子水对包括第一多层图案的样品进行漂洗，然后将包括第一多层图案的样品进行完全干燥。
利用场致发射扫描电子显微镜观测包括第一多层图案的已干燥样品，从而评估残余在包括第一多层图案的样品上的蚀刻残余物和/或聚合物，并评估对第一多层图案的损坏。
同时，根据实例1至28以及对比实例1和2，在组合物被存放在其它容器中之后，将包括第二多层图案的样品浸入到组合物内约10分钟。这里，每一种组合物可以具有约60℃的温度。
利用去离子水对包括第二多层图案的样品进行漂洗，然后将包括第二多层图案的样品进行完全干燥。
利用场致发射扫描电子显微镜观测包括第二多层图案的已干燥样品，从而评估残余在包括第二多层图案的样品上的蚀刻残余物和/或聚合物，并评估对第二多层图案的损坏。
表2示出了组合物对于蚀刻残余物和/或聚合物的去除功效。表2还示出了根据实例1至28以及对比实例1和2的组合物造成的对Ti/TiN层以及对W层的损坏。
表2
在上面的表2中，“A”表示在包括第一多层图案或第二多层图案的样品上不存在聚合物/蚀刻残余物，并且还表示没有出现对铝层或钨层的损坏。“B”表示在包括第一多层图案或第二多层图案的样品上确实稍微存在预定限度的聚合物/蚀刻残余物，并且还意味着轻微出现了对铝层或钨层的损坏。此外，“C”意味着在包括第一多层图案或第二多层图案的样品上确实显著地存在超过预定限度的聚合物/蚀刻残余物，并且还表示过多出现了对铝层或钨层的损坏。
如表2所示，实例1至28中所使用的组合物比对比实例1和2中所使用的组合物可以更有效地去除聚合物/蚀刻残余物。此外，实例1至28中的组合物比对比实例1和2中的组合物可以更有效地减少对金属层的损坏。
利用用于去除光刻胶的组合物形成图案的方法图1至4是示出了根据本发明示例性实施例的利用用于去除光刻胶的组合物形成图案的方法的截面视图。
参照图1，在基板100上形成待图案化的层105。基板100可以包括用于半导体器件的半导体基板或者用于平板显示装置的玻璃基板。待图案化的层105可以包括金属、氧化物、氮化物、多晶硅、金属氮化物，等等。
待图案化的层105中的金属的实例可以包括钨、铝、钛、钽、铜，等等。待图案化的层105中的氧化物的实例可以包括硼磷硅玻璃(BPSG)、磷硅玻璃(PSG)、无掺杂硅玻璃(USG)，旋涂玻璃(SOG)、易流动的氧化物(FOX)、正硅酸乙酯(TEOS)、等离子体增强TEOS(PE-TEOS)、高密度等离子体化学气相沉积(HDP-CVD)氧化物，等等。待图案化的层105中的氮化物的实例可以包括氮化硅，并且待图案化的层105中的金属氮化物的实例可以包括氮化钛、氮化钨、氮化铝、氮化钛铝，等等。
在本发明的一些示例性实施例中，待图案化的层105可以具有包括金属层、氧化物层和/或金属氮化物层的多层结构。可替换地，待图案化的层105可以包括顺序形成在基板100上的第一氧化物层、金属层和第二氧化物层。
参照图2，在待图案化的层105上形成光刻胶图案110。光刻胶图案110露出待图案化的层105的一部分。尤其是，通过在待图案化的层105上涂布光刻胶组合物，在待图案化的层105上形成光刻胶膜。然后，对光刻胶膜进行曝光和显影，以在待图案化的层105上形成光刻胶图案110。
参照图3，利用光刻胶图案110作为蚀刻掩膜，对待图案化的层105的露出部分进行蚀刻。于是，在基板100上形成具有开口115的图案120。图案120可以对应于在诸如DRAM装置、SRAM装置或闪存装置的半导体器件中所采用的金属导线、导电图案或绝缘图案。
在本发明的一个示例性实施例中，图案120可以利用蚀刻气体通过干蚀刻过程形成。可替换地，图案120可以利用蚀刻溶液通过湿蚀刻过程形成。
在通过蚀刻过程形成图案120的过程中，在图案120、开口115的侧壁和基板100上产生蚀刻残余物。蚀刻残余物的实例可以包括有机化合物、包括氧化物的聚合物、金属聚合物和/或其化合物。
用于去除光刻胶的传统的清洁溶液不可能从图案120和基板100上完全去除蚀刻残余物。尤其是，传统的清洁溶液不可能去除从包括诸如钛或钨的金属的图案上所产生的金属聚合物。
参照图4，利用用于去除光刻胶的上述组合物，从图案120、开口115的侧壁和基板100上去除光刻胶图案110。
为了完全去除光刻胶图案，通过将羟胺(HDA)、链烷醇胺化合物、吗啉化合物、极性溶剂、防腐剂和水加以混合，来制备组合物。例如，组合物可以包含重量百分比约5.0％至约30.0％的羟胺、重量百分比约5.0％至约15.0％的链烷醇胺化合物、重量百分比约1.0％至约10.0％的吗啉化合物、重量百分比约30.0％至约70.0％的极性溶剂、重量百分比约0.1％至约5.0％的防腐剂、以及其余的水。
该组合物可以有效地去除光刻胶图案110和包括钛或钨的蚀刻残余物。
在本发明的示例性实施例中，可以利用分批式(batch type)清洁设备或单精度型清洁设备去除光刻胶图案110和蚀刻残余物。用于去除光刻胶图案110和蚀刻残余物的过程时间可以适当地调整。即，用于将组合物提供到基板100上的时间可以根据蚀刻残余物的数量、蚀刻残余物的类型和/或图案120特性而有利地控制。例如，当利用分批式清洁设备去除光刻胶图案110和蚀刻残余物时，可以将具有光刻胶图案110的基板100浸入到组合物内约5分钟至约30分钟。
当用于去除光刻胶的组合物具有低于约40℃的温度时，用于去除光刻胶图案110和蚀刻残余物的时间可能显著地增加。当用于去除光刻胶的组合物具有高于约80℃的温度时，可能发生对图案120和基板100的损坏。因此，用于去除光刻胶的组合物可以具有约40℃至约80℃的温度。
在本发明的一些示例性实施例中，用于去除光刻胶的组合物可以在不损坏图案120和基板100的情况下，完全去除光刻胶图案110以及诸如有机化合物、金属聚合物和/或包括氧化物的聚合物的蚀刻残余物。
根据本发明，用于去除光刻胶的组合物在不损坏基板和/或包括金属、氮化物、氧化物和/或金属氮化物的图案的情况下，可以有效地去除光刻胶图案和蚀刻残余物。因此，半导体器件中的金属导线、导电图案和/或绝缘图案可以通过在不损坏金属导线、导电图案和/或绝缘图案的情况下完全去除用作蚀刻掩膜的光刻胶图案而精确地形成。尤其是，该组合物可以有效地去除光刻胶图案和从包括诸如钛或钨的金属的图案上所产生的蚀刻残余物。因此，诸如DRAM装置、SRAM装置或闪存装置的半导体器件的生产率和可靠性可以显著地提高。
以上所述仅是本发明的实例，并且本发明不局限于此。尽管已经描述了本发明的几个示例性实施例，本领域技术人员应该很容易理解，在本质上不脱离本发明的新技术和优点的情况下，在示例性实施例中可以进行各种修改。相应地，所有这些修改都包括在所附权利要求所限定的本发明范围内。在权利要求中，装置加功能的语句涵盖了这里所描述的执行所述功能的结构，这些语句不仅是结构性的等同，而且是等同的结构。因此，应该理解，以上所述仅是本发明的实例，并且本发明不局限于所公开的具体实施例，而且对所公开的实施例以及其它实施例的修改应该包括在所附权利要求的范围之内。本发明通过所附权利要求以及权利要求的等同物来限定。
权利要求
1.一种用于去除光刻胶的组合物，包括羟胺；链烷醇胺化合物；吗啉化合物；极性溶剂；防腐剂；以及水。
2.根据权利要求1所述的用于去除光刻胶的组合物，其中，所述组合物包含重量百分比约5.0％至约30.0％的羟胺、重量百分比约5.0％至约15.0％的所述链烷醇胺化合物、重量百分比约1.0％至约10.0％的所述吗啉化合物、重量百分比约30.0％至约70.0％的所述极性溶剂、重量百分比约0.1％至约5.0％的所述防腐剂、以及其余的水。
3.根据权利要求1所述的用于去除光刻胶的组合物，其中，所述链烷醇胺化合物包括由一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甘醇胺、二甘醇胺和一异丙醇胺组成的组中所选择的至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于去除光刻胶的组合物，其中，所述吗啉化合物包括由吗啉、N-甲基吗啉和N-甲基吗啉N-氧化物组成的组中所选择的至少一种。
5.根据权利要求1所述的用于去除光刻胶的组合物，其中，所述极性溶剂包括由二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜组成的组中所选择的至少一种。
6.根据权利要求1所述的用于去除光刻胶的组合物，其中，所述防腐剂包括氨基三乙酸、苯并三唑、抗坏血酸和五倍子酸组成的组中所选择的至少一种。
7.根据权利要求1所述的用于去除光刻胶的组合物，其中，所述组合物具有约40℃至约80℃的温度。
8.一种形成图案的方法，包括在基板上形成层；在所述层上形成光刻胶图案；利用所述光刻胶图案作为蚀刻掩膜，对从所述光刻胶图案露出的所述层的一部分进行蚀刻，以在所述基板上形成图案；以及利用由羟胺、链烷醇胺化合物、吗啉化合物、极性溶剂、防腐剂、和水组成的组合物去除所述光刻胶图案。
9.根据权利要求8所述的形成图案的方法，其中，所述组合物包含重量百分比约5.0％至约30.0％的羟胺、重量百分比约5.0％至约15.0％的所述链烷醇胺化合物、重量百分比约1.0％至约10.0％的所述吗啉化合物、重量百分比约30.0％至约70.0％的所述极性溶剂、重量百分比约0.1％至约5.0％的所述防腐剂、以及所述其余的水。
10.根据权利要求8所述的形成图案的方法，其中，所述层包括由金属、氧化物、氮化物、金属氮化物和多晶硅组成的组中所选择的至少一种。
11.根据权利要求8所述的形成图案的方法，其中，所述链烷醇胺化合物包括由一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甘醇胺、二甘醇胺和一异丙醇胺组成的组中所选择的至少一种。
12.根据权利要求8所述的形成图案的方法，其中，所述吗啉化合物包括由吗啉、N-甲基吗啉和N-甲基吗啉N-氧化物组成的组中所选择的至少一种。
13.根据权利要求8所述的形成图案的方法，其中，所述极性溶剂包括由二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜组成的组中所选择的至少一种。
14.根据权利要求8所述的形成图案的方法，其中，所述防腐剂包括由氨基三乙酸、苯并三唑、抗坏血酸和五倍子酸组成的组中所选择的至少一种。
15.根据权利要求8所述的形成图案的方法，其中，所述光刻胶图案在约40℃至约80℃的温度下被去除。
全文摘要
本发明公开了一种形成图案的方法，该方法利用了用于去除光刻胶的组合物，在该方法中，在基板上形成层，然后在该层上形成光刻胶图案。利用光刻胶图案作为蚀刻掩膜，对从光刻胶图案露出的层的一部分进行蚀刻，以在基板上形成图案。然后，利用包括羟胺、链烷醇胺化合物、吗啉化合物、极性溶剂、防腐剂、和水的组合物去除光刻胶图案。该组合物可以在不损坏基板和/或包括金属、氮化物、氧化物和/或金属氮化物的图案的情况下，有效地去除光刻胶图案和蚀刻残余物。
文档编号H01L21/027GK1967388SQ20061014982
公开日2007年5月23日 申请日期2006年10月25日 优先权日2005年11月18日
发明者吉埈仍, 李锡浩, 金敬喜, 徐熙, 具本旺, 金旼永 申请人:拉姆科技有限公司