[發明專利]一種低刻蝕光阻殘留物清洗液

在審

• 申請號: 201611070803.X
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108121176A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 鄭玢;劉兵;孫廣勝;張維鵬
• 申請（專利權）人: 安集微電子科技（上海）股份有限公司
• 主分類號: G03F7/42
• 分類號: G03F7/42
• 代理公司: 北京大成律師事務所 11352
• 代理人: 李佳銘

本發明公開了一種低刻蝕光阻殘留物清洗液，其包含有(a)醇胺(b)羥胺(c)水(d)螯合劑(e)多元胺類化合物(f)表面活性劑。本發明不含氟化物，且能夠快速的去除經過硬烤、干法刻蝕、灰化和等離子注入引起復雜化學變化后交聯硬化的光刻膠，并且在能夠去除金屬線(metal)、通孔(via)和金屬墊(Pad)晶圓上的光阻殘留物的同時對于基材基本沒有攻擊，如金屬鋁，金屬鎢，非金屬二氧化硅等，特別是對于金屬鎢和晶背有著良好的保護。本發明的清洗液在半導體晶片清洗等領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種半導體器件的清洗液，尤其涉及一種低刻蝕光阻殘留物清洗液。

背景技術

在半導體元器件制造過程中，光阻層的涂敷、曝光和成像對元器件的圖案制造來說是必要的工藝步驟。但是在圖案化之后(即在光阻層的涂敷、成像、離子植入和蝕刻之后)進行下一工藝步驟之前，需要徹底除去光阻層材料的殘留物。通常，在半導體器件的制程中需要進行幾十次光刻工藝，由于等離子蝕刻氣體的離子和自由基會引起與光刻膠的復雜化學反應，光刻膠迅速與無機物的交聯硬化，使得光阻層變得不易溶解從而更難于除去。

目前，在半導體制造工業中一般使用兩步法(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。然而，半導體制造中，常使用鋁作為導電金屬線，由于鋁在電化學上是非常活躍的，易受到攻擊腐蝕，故，光阻膜的清洗過程中要求只能除去殘留的聚合物光阻層和無機物，而不能攻擊損害金屬層，特別是鋁層。

在目前的濕法清洗工藝中，最常用的清洗液是含有羥胺類和含氟類的清洗液。現存的氟化物類清洗液雖然有了較大的改進，如US5,972,862、US6,828,289等，但仍然存在不能很好地同時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體企業中濕法清洗設備是由石英制成，而含氟的清洗液對石英有腐蝕并隨溫度的升高而腐蝕加劇，故存在與現有石英設備不兼容的問題而影響其廣泛使用。羥胺類清洗液的典型專利有US6319885、US5672577、US6030932、US6825156、US5419779和US6777380B2等。含有羥胺的清洗液在經過不斷改進，其溶液本身對金屬鋁的腐蝕速率已經大幅降低，但羥胺體系中的一些產品雖然對金屬鋁有著較好的保護，但對金屬鎢的腐蝕速率偏大，某些清洗條件下對晶背還存在攻擊現象。除了上述兩類清洗液已經相對比較成功地應用于半導體工業，業界還開發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公開了含有有機酸和醇胺的PH在3.5-7的酸性清洗液，該清洗液很高能夠去除金屬層和導電介質層的光刻膠。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溶劑的清洗液，該清洗液對金屬基本無腐蝕并且能夠有效的去除經過等離子體刻蝕后的殘留物。但是這類清洗液往往在使用過程中存在很大的局限性。

綜上，在本領域中急需開發出一種不含氟化物的光阻清洗液組合物，該清洗液組合物既能夠很好的去除晶圓上的光阻殘留物，又對于金屬，特別是對于金屬鎢有著較低的腐蝕速率，同時對晶背也有著良好的保護。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的提供一種能夠去除晶圓上的光阻殘留物的低成本半導體晶圓清洗液，其不含有氟化物；對金屬，特別是金屬鎢的腐蝕速率較小；對晶背有良好的保護，并與石英設備兼容。

具體地，本發明提出一種低刻蝕光阻殘留物清洗液，其包含

i.醇胺，質量百分比含量為10％-70％；優選為10-60％；

ii.羥胺，質量百分比含量為5％-30；優選為5-25％；

iii.水，質量百分比含量為小于35；優選為5-30％；

iv.螯合劑，質量百分比含量為1-20％；優選為5-15％；