[發明專利]清洗組合物

有效

• 申請號: 201980021716.0
• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN111902379B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: T·多瑞;M·伯杰羅帕夫里克;J·格斯基;高橋和敬
• 申請（專利權）人: 富士膠片電子材料美國有限公司
• 主分類號: C03C15/00
• 分類號: C03C15/00;G03F7/42
• 代理公司: 北京博思佳知識產權代理有限公司 11415
• 代理人: 艾佳

本發明涉及一種清洗組合物，其含有1)至少一種氧化還原劑；2)至少一種烷基磺酸或其鹽，所述烷基磺酸含有經OH或NH₂取代的烷基；3)至少一種氨基醇；4)至少一種腐蝕抑制劑；5)至少一種水溶性有機溶劑；6)水；以及7)任選地，至少一種pH調整劑。

相關申請的交叉引用

本申請主張于2018年3月28日提交的美國專利臨時申請第62/649,029號案的優先權，其內容通過引用整體并入作為參考。

技術領域

本發明涉及用于半導體基板的新型清洗組合物和清洗半導體基板的方法。更特別地，本發明涉及用于基板上沉積的金屬層或介電材料層的等離子蝕刻以及在經由等離子灰化法移除大量抗蝕劑之后留在該基板上的殘留物移除之后的半導體基板的清洗組合物。

背景技術

在集成電路元件制造中，光刻膠用作中間掩膜，用于借助于一系列之光刻及等離子蝕刻步驟，將標線的原始掩膜圖案轉移至晶圓基板上。集成電路元件制造過程中的關鍵步驟之一是從晶圓基板移除圖案化的光刻膠膜。一般，此步驟通過二種方法之一實行。

一種方法涉及濕式剝除步驟，在該步驟中，使該光刻膠覆蓋的基板與主要由有機溶劑及胺組成的光刻膠剝除劑溶液接觸。然而，此種剝除劑溶液一般不能徹底及可靠地移除光刻膠膜，尤其是假若該光刻膠膜在制造期間已經曝露于UV輻射和等離子處理。一些光刻膠膜通過這種處理變得高度地交聯，并且更難以溶解于剝除溶液中。此外，在這些常規濕式剝除方法中使用的化學品有時對于移除在使用含鹵素氣體的金屬或氧化物層的等離子蝕刻期間形成的無機或有機金屬殘留材料為無效的。

移除光刻膠膜的另一方法涉及稱為等離子灰化的方法中將經光刻膠涂覆的晶圓曝露于以氧為主的等離子以將光刻膠膜從基板燃燒掉。然而，等離子灰化在移除如上所示的等離子蝕刻副產物也不是完全有效。相反的，這些等離子蝕刻副產物的移除典型地通過隨后使經加工的金屬及介電薄膜曝露于某些清洗溶液中而完成。

含金屬的基板一般是易腐蝕的。舉例而言，諸如鋁、銅、鋁銅合金、氮化鎢、鎢、鈷、氧化鈦、其它金屬及金屬氮化物的基板會輕易地被腐蝕。進一步，集成電路元件中的介電質(例如，層間介電質或超低k介電質)可以通過使用傳統清洗化學品而被蝕刻。此外，集成電路元件制造商所容忍的腐蝕數量變得愈來愈小，因為元件的幾何結構縮小。

同時，因為殘留物變得更難以移除且腐蝕需控制在更低的程度，清洗溶液應為使用安全且對環境友善的。

所以，該清洗溶液對于移除等離子蝕刻和等離子灰化殘留物應為有效，且也應對于所有曝露的基板材料不具腐蝕性。

發明內容

本發明是針對非腐蝕性清洗組合物，其可用作多步驟制造過程中的中間步驟，從半導體基板移除殘留物(例如，等離子蝕刻和/或等離子灰化殘留物)。這些殘留物包括一系列相對不溶的有機化合物諸如殘留的光刻膠；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)和氧化鉿(HfOx)(可以作為反應副產物由曝露的金屬形成)；金屬諸如鋁(Al)、鋁/銅合金、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)和鈷(Co)；金屬氮化物諸如氮化鋁(AlN)、氧化鋁氮化物(AlOxNy)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)和氮化鎢(WN)；其合金；和其他物質的混合物。本文所述的清洗組合物的一個優點是其可以清洗所遇到的廣范圍的殘留物，且一般對曝露的基板材料(例如，曝露的金屬氧化物(諸如AlOx)、金屬(諸如鋁、鋁/銅合金、銅、鈦、鉭、鎢和鈷)、金屬氮化物(諸如氮化鈦、氮化鉭和氮化鎢)、及其合金)無腐蝕性。

在一層面中，本發明表征一種清洗組合物，其包含(例如，由下列所組成或基本上由下列所組成)：1)至少一種氧化還原劑；2)至少一種烷基磺酸或其鹽，該烷基磺酸包含經OH或NH₂取代的烷基；3)至少一種氨基醇；4)至少一種腐蝕抑制劑；5)至少一種有機溶劑；6)水；且7)任選地，至少一種pH調整劑。