專利名稱：一種等離子刻蝕殘留物清洗液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子刻蝕殘留物清洗液。
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)進行下一工藝步驟之前，光阻層材料的殘留物需徹底除去。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/去離子水漂洗。在這個過程中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如鋁層?，F(xiàn)有技術(shù)中典型的清洗液有以下幾種胺類清洗液，半水性胺基(非羥胺類)清洗 液以及氟化物類清洗液。其中前兩類清洗液需要在高溫下清洗，一般在60°C到80°C之間，存在對金屬的腐蝕速率較大的問題；而現(xiàn)存的氟化物類清洗液雖然能在較低的溫度(室溫到50°C )下進行清洗，但仍然存在著各種各樣的缺點，例如不能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，從而改變半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；另一方面由于其較大蝕刻速率，清洗操作窗口比較小等。US 6，828，289公開的清洗液組合物包括酸性緩沖液、有機極性溶劑、含氟物質(zhì)和水，且PH值在3 7之間，其中的酸性緩沖液由有機羧酸或多元酸與所對應(yīng)的銨鹽組成，組成比例為10 I至I : 10之間。如US 5，698，503公開了含氟清洗液，但大量使用乙二醇，其清洗液的粘度與表面張力都很大，從而影響清洗效果。如US 5，972，862公開了含氟物質(zhì)的清洗組合物，其包括含氟物質(zhì)、無機或有機酸、季銨鹽和有機極性溶劑，pH為7 11，由于其清洗效果不是很穩(wěn)定，存在多樣的問題。對于金屬鋁銅流電腐蝕的問題，前兩類清洗液，主要采用減少清洗液中水分含量和增加溶劑漂洗來解決，而減少水的含量不利于無機殘留物的去除。而氟類清洗液由于其生產(chǎn)和使用的時間相對較短，這方面的研究還有待進一步探索。因此盡管已經(jīng)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一類更合適的清洗組合物或體系，適應(yīng)新的清洗要求，比如環(huán)境更為友善、低缺陷水平、低刻蝕率、較大操作窗口和抑制鋁銅流電腐蝕等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決如何安全、健康和有效的清洗半導(dǎo)體工業(yè)中等離子刻蝕殘留物，并提供了一種安全有效的清洗液組合物。本發(fā)明是一種用于半導(dǎo)體工業(yè)中等離子刻蝕殘留物的清洗液組合物，其包括有機溶劑、水、氟化物、有機胺、氨基酸、胍類和苯并三氮唑及其衍生物。其中胍類和苯并三氮唑及其衍生物復(fù)配的金屬防腐蝕體系，更加有效地抑制了金屬鋁銅的流電腐蝕，所述的清洗液組合物重量百分比含量為
a)有機溶劑5% 75%;b)水 10% 50%;c)氟化物 O. I % 20% ；d)有機胺 O. 1% 20% ;e)氨基酸 0.1% 10%;f)胍類 O. 01% 5%，優(yōu)選 O. 05% 2% ;g)苯并三氮唑及其衍生物O. 01% 5%，以上含量均為重量百分比含量。本發(fā)明所述的有機溶劑較佳的為亞砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醚中的一種或多種。所述的亞砜較佳的為二甲基亞砜、二乙基亞砜和甲乙基亞砜中的一種 或多種；所述的砜較佳的為甲基砜、乙基砜和環(huán)丁砜中的一種或多種；所述的咪唑烷酮較佳的為2-咪唑烷酮、I，3- 二甲基-2-咪唑烷酮和I，3- 二乙基-2-咪唑烷酮中的一種或多種；所述的吡咯烷酮較佳的為N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-環(huán)己基吡咯烷酮和N-羥乙基吡咯烷酮中的一種或多種；所述的咪唑啉酮較佳的為1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺較佳的為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醚較佳的為乙二醇單烷基醚、二乙二醇單烷基醚、丙二醇單烷基醚、二丙二醇單烷基醚和三丙二醇單烷基醚中的一種或多種。其中，所述的乙二醇單烷基醚較佳的為乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚和乙二醇單丁醚中的一種或多種；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中的一種或多種；所述的丙二醇單烷基醚較佳的為丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚和丙二醇單丁醚中的一種或多種；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中的一種或多種；所述的三丙二醇單烷基醚較佳的為三丙二醇單甲醚。所述的溶劑的含量較佳的為質(zhì)量百分比5 75%。本發(fā)明所述的氟化物較佳地為氟化氫、或氟化氫與堿形成的鹽。該堿可以是氨水、季胺氫氧化物和醇胺。氟化物較佳地為氟化氫(HF)、氟化銨(NH4F)、氟化氫銨(NH4HF2)、四甲基氟化銨(N(CH3)4F)或三羥乙基氟化銨NCH20H3HF中的一種或多種。所述的氟化物的含量較佳的為質(zhì)量百分比O. I 20%。本發(fā)明還可進一步含有水。本發(fā)明所述的有機胺為二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、多乙烯多胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺，N，N-二甲基乙醇胺、N，N-甲基乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺和三乙醇胺一種或多種。優(yōu)選五甲基二乙烯三胺、三乙胺和三乙醇胺的一種或多種。所述的有機胺的含量較佳的為質(zhì)量百分比O. I 20%。本發(fā)明所述的氨基酸為2-氨基乙酸、2-氨基苯甲酸、亞氨基二乙酸，氨三乙酸或乙二胺四乙酸中的一種或多種。優(yōu)選2-氨基乙酸和亞氨基二乙酸。本發(fā)明所述的氨基酸的含量較佳的為質(zhì)量百分比O. I 10%。本發(fā)明所述的胍類是指含有胍基的物質(zhì)。所謂胍基是指一個碳原子與三個氮原子連接，并且其中一個氮原子以雙鍵與碳相連，其余兩個以單鍵相連。如下式I所示
權(quán)利要求
1.一種等離子刻蝕殘留物的清洗液，其包括有機溶劑、水、氟化物、有機胺、氨基酸、胍類和苯并三氮唑及其衍生物。
2.如權(quán)利要求I所述清洗液，其特征在于，所述有機溶劑的含量為5 75wt%;所述水的含量為10 50wt% ;所述氟化物的含量為O. I 20wt% ;所述有機胺的含量為O. I 20wt% ;所述氨基酸的含量為O. I 10wt% ;所述胍類的含量為O. 01 5wt% ;所述苯并三氮唑及其衍生物的含量為O. 01 5wt%。
3.如權(quán)利要求2所述清洗液，其特征在于，所述胍類的含量為O.05 2wt%。
4.如權(quán)利要求I所述清洗液，其特征在于，所述有機溶劑為選自亞砜、砜、咪唑烷酮、批咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醚中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求4所述清洗液，其特征在于，所述亞砜為二甲基亞砜、二乙基亞砜和甲乙基亞砜中的一種或多種；所述砜為甲基砜、乙基砜和環(huán)丁砜中的一種或多種；所述咪唑烷酮為2-咪唑烷酮、1，3- 二甲基-2-咪唑烷酮和1，3- 二乙基-2-咪唑烷酮中的一種或多種；所述吡咯烷酮為N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-環(huán)己基吡咯烷酮和N-羥乙基吡咯烷酮中的一種或多種；所述咪唑啉酮為I，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述酰胺為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述醚為乙二醇單烷基醚、二乙二醇單烷基醚、丙二醇單烷基醚、二丙二醇單烷基醚和三丙二醇單烷基醚中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求5所述清洗液，其特征在于，所述乙二醇單烷基醚為乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚和乙二醇單丁醚中的一種或多種；所述二乙二醇單烷基醚為二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚和二乙二醇單丁醚中的一種或多種；所述丙二醇單烷基醚為丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚和丙二醇單丁醚中的一種或多種；所述二丙二醇單烷基醚為二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚和二丙二醇單丁醚中的一種或多種；所述三丙二醇單烷基醚為三丙二醇單甲醚。
7.如權(quán)利要求I所述清洗液，其特征在于，所述氟化物為氟化氫、或氟化氫與堿形成的鹽。
8.如權(quán)利要求7所述清洗液，其特征在于，所述堿是氨水、季胺氫氧化物和醇胺。
9.如權(quán)利要求7所述清洗液，其特征在于，所述氟化物為氟化氫、氟化銨、氟化氫銨、四甲基氟化銨或三羥乙基氟化銨NCH20H3HF中的一種或多種。
10.如權(quán)利要求I所述清洗液，其特征在于，所述有機胺為二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、多乙烯多胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺，N, N-二甲基乙醇胺、N，N-甲基乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺和三乙醇胺一種或多種。
11.如權(quán)利要求10所述清洗液，其特征在于，所述有機胺為五甲基二乙烯三胺、三乙胺和三乙醇胺的一種或多種。
12.如權(quán)利要求I所述清洗液，其特征在于，所述氨基酸為2-氨基乙酸、2-氨基苯甲酸、亞氨基二乙酸，氨三乙酸或乙二胺四乙酸中的一種或多種。
13.如權(quán)利要求12所述清洗液，其特征在于，所述氨基酸為2-氨基乙酸和亞氨基二乙酸。
14.如權(quán)利要求I所述清洗液，其特征在于，所述胍類為含有胍基的物質(zhì)，所謂胍基為一個碳原子與三個氮原子連接，并且其中一個氮原子以雙鍵與碳相連，其余兩個以單鍵相連，如下式I所示
15.如權(quán)利要求14所述清洗液，其特征在于，所述胍類為四甲基胍、碳酸胍、醋酸胍、3-胍基丙酸、聚六亞甲基胍和對胍基苯甲酸。
16.如權(quán)利要求I所述清洗液，其特征在于，所述苯并三氮唑及其衍生物為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、I-羥基苯并三氮唑、5-羧基苯并三氮唑中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含氟的半導(dǎo)體工業(yè)中等離子刻蝕殘留物清洗液，該清洗液組合物含有a)有機溶劑 5％～75％；b)水 10％～50％；c)氟化物 0.1％～20％；d)有機胺 0.1％～20％；e)氨基酸 0.1％～10％；f)胍類 0.01％～5％，優(yōu)選0.05％～2％；g)苯并三氮唑及其衍生物 0.01％～5％。本發(fā)明的清洗液組合物可有效地清洗半導(dǎo)體制造過程中等離子刻蝕殘留物，對于基材如低介質(zhì)材料(SiO2、PETEOS)和一些金屬物質(zhì)(如Ti，Al，Cu)等具有較低的蝕刻速率，同時具有抑制鋁銅合金流電腐蝕的能力，在半導(dǎo)體晶片清洗等微電子領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號G03F7/42GK102827707SQ201110162958
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者孫廣勝, 劉兵, 彭洪修 申請人:安集微電子科技(上海)有限公司