[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101397499A [43]公开日2009年4月1日
[21]申请号200810223349.6[22]申请日2008.09.26
[21]申请号200810223349.6
[71]申请人中国科学院微电子研究所
地址100029北京市朝阳区北土城西路3号中科
院微电子所
[72]发明人李永亮 徐秋霞 [74]专利代理机构北京市德权律师事务所代理人王建国
[51]Int.CI.C09K 13/00 (2006.01)H01L 21/3213 (2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 7 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明是关于一种TaN材料腐蚀溶液以及TaN材
料腐蚀方法。该TaN材料腐蚀溶液，以重量百分比
计包括：NH 4OH：1.47％－7.26％；H 2O 2：3.00％－
24.91％；以及余量的水。所述的TaN材料腐蚀方法，
是对于厚度小于400埃的TaN可采用光刻胶作为掩膜， 先以重量百分含量为3.25％－10.44％的HF、7.17％－
21.95％的HNO 3以及余量的水组成的溶液对TaN材料
进行腐蚀，再以重量百分含量为1.47％－7.26％的
NH 4OH，3.00％－24.91％的H 2O 2以及余量的水组成
的溶液对TaN材料进行腐蚀；对于厚度大于400埃的
TaN，必须采用硬掩膜，直接以重量百分含量为1.4
7％－7.26％的NH 4OH，3.00％－24.91％的H 2O 2以
及余量的水组成的溶液对TaN材料进行腐蚀。
200810223349.6权 利 要 求 书第1/2页 1、一种T a N材料腐蚀溶液，其特征在于以重量百分比计包括： NH4OH：1.47％-7.26％；
H2O2：3.00％-24.91％；以及
余量的水。
2、根据权利要求1所述的TaN材料腐蚀溶液，其特征在于所述的NH4OH 的含量为：4％-7.26％。
3、根据权利要求1所述的TaN材料腐蚀溶液，其特征在于所述的H2O2的含量为：18％-24.91％。
4、一种TaN材料腐蚀方法，其特征在于，
采用由重量百分含量为1.47％-7.26％的NH4OH，3.00％-24.91％的H2O2以及余量的水组成的溶液对TaN材料进行腐蚀。
5、根据权利要求4所述的TaN材料腐蚀方法，其特征在于，在TaN材料上设有一层具有图形的掩膜层。
6、根据权利要求4所述的TaN材料腐蚀方法，其特征在于，腐蚀温度为60-70摄氏度。
7、根据权利要求5或6所述的TaN材料腐蚀方法，其特征在于，所述的掩膜层的材料为光刻胶，非晶硅，等离子体增强化学气相淀积或正硅酸乙酯热分解形成的二氧化硅，或者氮化硅。
8、根据权利要求5所述的TaN材料腐蚀方法，其特征在于，所述的TaN 材料的厚度小于400埃，所述的掩膜的材料为光刻胶时，
首先进行酸腐蚀：采用由重量百分含量3.25％-10.44％的HF、7.17％-21.95％的HNO3以及余量的水组成的溶液进行腐蚀，腐蚀速率为240-3.8埃/分钟；
然后进行碱腐蚀：采用由重量百分含量为1.47％-7.26％的NH4OH，3.0％-24.91％的H2O2以及余量的水组成的溶液对TaN材料进行腐蚀。
200810223349.6权 利 要 求 书 第2/2页
9、根据权利要求8所述的TaN材料腐蚀方法，其特征在于，在酸腐蚀之后，所述的TaN材料在温度160-180摄氏度下保持40-60分钟，然后再进行碱腐蚀。
200810223349.6说 明 书第1/7页
TaN材料腐蚀溶液以及TaN材料腐蚀方法
本发明涉及一种集成电路制造技术领域的腐蚀技术，特别是涉及一种用于TaN(氮化钽)材料湿法腐蚀的溶液以及对不同厚度TaN材料进行腐蚀的方法。
背景技术
随着半导体器件的特征尺寸进入到45nm技术节点以后，SiO2(二氧化硅)栅介质泄漏电流显著增加、多
晶硅栅电极的耗尽效应、窄多晶栅的高的电阻、PMOSFET(P型金属—氧化物—半导体场效应晶体管)中B(硼)穿透等问题限制了器件继续按照摩尔定律迅速发展，因此必须引入高K(介电常数)、金属栅材料代替传统的SiO2/poly(多晶硅)结构。为了满足NMOSFET (N型金属—氧化物—半导体场效应晶体管)，PMOSFET对栅材料的不同要求，需要采用功函数分别处于导带底、价带顶的双金属栅材料。但引入这些新的材料也带来了新的集成问题，如在双金属栅工艺中一个关键的技术就是在淀积第二层金属之前，须选择性去除第一层金属并对下面的栅介质没有任何损伤。由于等离子体刻蚀(干法刻蚀)容易使下面的栅介质造成损伤，使得NMOSFET、PMOSFET的等效氧化层厚度不相同，并影响栅介质的可靠性，因此通常采用湿法腐蚀工艺选择性去除第一层金属栅材料。 TaN材料由于具有好的热稳定性、化学稳定性，可以控制的功函数，以及与高介电常数栅介质有好的粘附性等特点使其成为了纳米级CMOS器件金属栅材料的有力候选者。但由于TaN材料的化学阻性很强，普通的酸溶液，甚至王水都不能对其进行腐蚀，使得采用湿法腐蚀工艺选择性去除TaN材料变得十分困难。在TaN材料被用作栅电极材料之前，TaN主要用于防止金属(如Cu)扩散并增加金属与介质的粘附性的势垒层，在集成电路制造工
200810223349.6说 明 书 第2/7页艺中一般用干法刻蚀势垒层，所以，目前没有实际应用的湿法腐蚀TaN的方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新的TaN材料腐蚀溶液，所要解决的技术问题是使其能对T a N材料进行有效湿法腐蚀，从而更加适于实用。 本发明的另一目的在于，提供一种TaN材料的湿法腐蚀方法，所要解决的技术问题是使其顺利进行TaN材料的腐蚀，适于纳米级CMOS器件中高介电常数介质/双金属栅的集成，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种T a N材料腐蚀溶液，以重量百分比计包括：N H4O H：1.47％-7.26％；H2O2：3.00％-24.91％；以及余量的水。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的TaN材料腐蚀溶液，其中所述的NH4OH的含量为：4％-7.26％。 前述的TaN材料腐蚀溶液，其中所述的H2O2的含量为：18％-24.91％。 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种TaN材料腐蚀方法，其采用由重量百分含量为1.47％-7.26％的NH4OH，3.00％-24.91％的H2O2以及余量的水组成的溶液对TaN材料进行腐蚀。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的TaN材料腐蚀方法，其中在所述的TaN材料上设有一层具有图形的掩膜层。
前述的T a N材料腐蚀方法，该方法的腐蚀温度为60-70摄氏度。 前述的TaN材料腐蚀方法，所述的掩膜层的材料为光刻胶，非晶硅，等离子体增强化学气相淀积或正硅酸乙酯热分解形成的二氧化硅，
或者氮化硅。
前述的TaN材料腐蚀方法，所述的TaN材料的厚度小于400埃，所述的掩膜的材料为光刻胶时，首先进行酸腐蚀：采用由重量百分含量
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