[發明專利]用于移除半導體基材上殘余物的清潔制劑

在審

• 申請號: 201780062080.5
• 申請日: 2017-10-05
• 公開（公告）號: CN109790028A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 樸起永;E·A·克內爾;T·多瑞;高橋智威
• 申請（專利權）人: 富士膠片電子材料美國有限公司
• 主分類號: C01B21/14
• 分類號: C01B21/14;C11D3/30;C11D7/50
• 代理公司: 北京博思佳知識產權代理有限公司 11415
• 代理人: 林祥

本發明關于清潔組合物，其含有1)至少一種氧化還原劑；2)至少一種有機溶劑，其選自由水溶性醇、水溶性酮、水溶性酯、及水溶性醚所組成的組；3)至少一種含金屬的添加劑；及4)水。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年12月8日提交的、申請號為62/431,620的美國臨時申請及于2016年10月6日提交的、申請號62/404,852的美國臨時申請的優先權，此二案在此被完整并入以供參考。

技術領域

本發明關于用于半導體基材的新穎清潔組合物及清潔半導體基材的方法。更具體地，本發明關于清潔組合物，其用于等離子體蝕刻沉積在基材上的金屬層或介電材料層后的半導體基材，及移除在經由等離子體灰化方法移除大部分抗蝕劑后留在基材上的殘余物。

背景技術

在集成電路器件的制造中，光刻膠作為中間掩模，其用于經由一系列光刻及等離子體蝕刻步驟將標線片(reticle)的原始掩模圖案轉移至晶圓基材上。集成電路器件制造工藝的基本步驟之一是將圖案化光刻膠膜從晶圓基材移除。通常，此步驟由兩種方法之一實行。

一種方法涉及濕式剝除步驟，其中，將經光刻膠涂覆的基材與主要由有機溶劑及胺組成的光刻膠剝除劑溶液接觸。但是，剝除劑溶液無法完全且可信賴地移除光刻膠膜，特別是若光刻膠膜在制造期間已曝露于紫外線輻射及等離子體處理。某些光刻膠膜通過這種處理變得高度交聯，且更難溶于剝除劑溶液。此外，用于這種傳統濕式剝除方法的化學品有時對于移除在以含鹵素的氣體等離子體蝕刻金屬或氧化物層期間形成的無機或有機金屬殘余材料無效。

移除光刻膠膜的另一種方法涉及將經光刻膠涂覆的晶圓曝露于氧基等離子體(oxygen-based plasma)以便在稱為等離子體灰化的方法中使光刻膠膜自基材燃燒掉。但是，等離子體灰化對于移除上述等離子體蝕刻副產物并非完全有效。替代地，移除這種等離子體蝕刻副產物通常通過隨后將經處理的金屬及介電薄膜曝露于某些清潔溶液而完成。

金屬基材一般易于腐蝕。例如，諸如鋁、銅、鋁銅合金、氮化鎢、鎢(W)、鈷(Co)、氧化鈦、其他金屬及金屬氮化物的基材會容易腐蝕，且介電質[ILD、ULK]可通過使用傳統清潔化學品蝕刻。此外，因為裝置幾何形狀縮小，集成電路器件制造商可容忍的腐蝕量變得愈來愈小。

同時，因為殘余物變得更難被移除且腐蝕需控制到更低程度，清潔溶液需要是安全使用的且環境友好的。

因此，清潔溶液需有效移除等離子體蝕刻及等離子體灰化的殘余物且還需對所有暴露的基材材料不具腐蝕性。

發明內容

本發明關于非腐蝕性清潔組合物，其可作為多步驟制造方法的中間步驟用于從半導體基材移除殘余物(例如，等離子體蝕刻和/或等離子體灰化的殘余物)。這種殘余物包括有機化合物，諸如，殘余光刻膠；有機金屬化合物；金屬氧化物，諸如，氧化鋁(AlOx)、氧化鈦(TiOx)、氧化鋯(ZrOx)、氧化鉭(TaOx)，及氧化鉿(HfOx)(其作為反應副產物由暴露出的金屬形成)；金屬，諸如，鋁(Al)、鋁/銅合金、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)及鈷(Co)；金屬氮化物，諸如，氮化鋁(AlN)、氧氮化鋁(AlOxNy)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN)及其合金；及其他材料的一系列相對較不可溶的混合物。本文所述清潔組合物的優點在于其可清潔所遇到的廣范圍的殘余物，且對于暴露出的基材材料(例如，暴露出的金屬(諸如，鋁、鋁/銅合金、銅、鈦、鉭、鎢及鈷)、金屬氮化物(諸如，鈦、鉭及鎢的氮化物)及其合金)通常無腐蝕性。

一方面，本發明特征在于一種清潔組合物，其含有

1)至少一種氧化還原劑；

2)至少一種有機溶劑，其選自由水溶性醇、水溶性酮、水溶性酯及水溶性醚所組成的組；

3)至少一種含金屬的添加劑；及

4)水。