[發(fā)明專利]一種低蝕刻的去除光阻蝕刻殘留物的清洗液

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410116569.4
• 申請(qǐng)日: 2014-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN104946429A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何春陽;劉兵;孫廣勝;黃達(dá)輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安集微電子科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): C11D7/32
• 分類號(hào): C11D7/32;C11D7/26;C11D7/60;G03F7/42
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務(wù)所 31246
• 代理人: 李佳銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種低蝕刻的去除光阻蝕刻殘留物的清洗液。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體元器件制造過程中，光阻層的涂敷、曝光和成像對(duì)元器件的圖案制造來說是必要的工藝步驟。在圖案化的最后（即在光阻層的涂敷、成像、離子植入和蝕刻之后）進(jìn)行下一工藝步驟之前，光阻層材料的殘留物需徹底除去。通常，在半導(dǎo)體器件的制程中使用幾十次光刻工藝，由于等離子蝕刻氣體的離子和自由基引起與光刻膠的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，光刻膠迅速與無機(jī)物的交聯(lián)硬化，使得光阻層變得不易溶解從而更難于除去。至今在半導(dǎo)體制造工業(yè)中一般使用兩步法（干法灰化和濕蝕刻）除去這層光阻層膜。第一步利用干法灰化除去光阻層（PR）的大部分；第二步利用緩蝕劑組合物濕蝕刻/清洗工藝除去且清洗掉剩余的光阻層，其步驟一般為清洗液清洗/漂洗/干燥。在這個(gè)過程中只能除去殘留的聚合物光阻層和無機(jī)物，而不能攻擊損害金屬層如鋁層。

在目前的濕法清洗工藝中，用得最多的清洗液是含有羥胺類和含氟類的清洗液，羥胺類清洗液的典型專利有US6319885、US5672577、US6030932、US6825156、US5419779和US6777380B2等。經(jīng)過不斷改進(jìn)，其溶液本身對(duì)金屬鋁的腐蝕速率已經(jīng)大幅降低，但該類清洗液由于使用羥胺，而羥胺存在來源單一、易爆炸等問題。而現(xiàn)存的氟化物類清洗液雖然有了較大的改進(jìn)，如US5,972,862、US6,828,289等，但仍然存在不能很好地同時(shí)控制金屬和非金屬基材的腐蝕，清洗后容易造成通道特征尺寸的改變；另一方面由于一些半導(dǎo)體企業(yè)中濕法清洗設(shè)備是由石英制成，而含氟的清洗液對(duì)石英有腐蝕并隨溫度的升高而腐蝕加劇，故存在與現(xiàn)有石英設(shè)備不兼容的問題而影響其廣泛使用。

盡管上述兩類清洗液已經(jīng)相對(duì)比較成功地應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)，但是由于其各自的限制和缺點(diǎn)，業(yè)界還是開發(fā)出了第三類的清洗液，這類清洗液既不含有羥胺也不含有氟化物。如US598145A公開了含有有機(jī)酸和醇胺的PH在3.5‐7的酸性清洗液，該清洗液很快能夠去除金屬層和導(dǎo)電介質(zhì)層的光刻膠。如US6103680A公開了含有低烷基鏈羥基肼、水、羧酸化合物和水溶性有機(jī)溶劑的清洗液，該清洗液對(duì)金屬基本無腐蝕并且能夠有效的去除經(jīng)過等離子體刻蝕后的殘留物。這類既不含有羥胺也不含有氟化物的清洗液既解決了羥胺的來源單一和安全環(huán)保方面的問題，又解決了含氟類清洗液非金屬腐蝕速率不穩(wěn)定的問題。但是這類清洗液往往在使用過程中存在很大的局限性。因此盡管揭示了一些清洗液組合物，但還是需要而且近來更加需要制備適應(yīng)面更廣的該類清洗液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種能夠去除晶圓上的光阻殘留物的低成本半導(dǎo)體晶圓清洗液，其不含有羥胺和氟化物；對(duì)金屬和非金屬的腐蝕速率較小；并與石英設(shè)備兼容。

該新型清洗液含有：

i.醇胺，醇胺具體含量為質(zhì)量百分比20-70%，優(yōu)選20-60%；

ii.醇醚，醇醚具體含量為質(zhì)量百分比1-50%；優(yōu)選1-40%；

iii.水，水具體含量為小于質(zhì)量百分比40%，優(yōu)選1-35%；

iv.螯合劑，螯合劑具體含量為質(zhì)量百分比0.1-10%，優(yōu)選0.5-10%；

v.肼及其衍生物，肼及其衍生物具體含量為質(zhì)量百分比0.1-15%，優(yōu)選0.2-10%。

上述含量均為質(zhì)量百分比含量，且不含有羥胺和氟化物。

本發(fā)明中，所述的醇胺較佳的為單乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、乙基二乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺和二甘醇胺中的一種或多種。醇胺的加入有利于完全去除晶圓的光阻殘留物。

本發(fā)明中，所述的醇醚較佳的為二乙二醇單烷基醚和/或二丙二醇單烷基醚。其中，所述的二乙二醇單烷基醚較佳的為二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚和二乙二醇單丁醚；所述的二丙二醇單烷基醚較佳的為二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚和二丙二醇單丁醚。所述的醇醚優(yōu)選二丙二醇單烷基醚，更優(yōu)選二丙二醇單甲醚中的一種或多種。所述的醇醚比常用的有機(jī)溶劑如二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮等具有更好的清洗效果。

本發(fā)明中，所述的螯合劑較佳的為鄰苯二酚、沒食子酸、對(duì)羥基苯甲酸、鄰苯三酚、5-甲氧基鄰苯三酚、5-叔丁基鄰苯三酚、5-羥甲基鄰苯三酚、乙二胺四乙酸、反-1,2-環(huán)已二胺四乙酸、乙二醇雙（2-氨基乙基）四乙酸、檸檬酸、琥珀酸、乳酸、酒石酸、沒食子酸甲酯、1-沒食子酸甘油酯中的一種或多種。