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)明涉及一種含氟的半導(dǎo)體工業(yè)中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(jìn)行下一工藝步驟之前，光阻層材料的殘留物需徹底除去。在摻雜步驟中離子轟擊會硬化 光阻層聚合物，因此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/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(jī)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(羥胺類)，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(jìn)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，導(dǎo)致清洗操作窗口比較小等。如US 6，828，289公開的清洗液組合 物包括酸性緩沖液、有機(jī)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(jī)羧酸或多元酸與所對應(yīng)的銨鹽組成，組成比例為10 1至1 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(jī) 或有機(jī)酸、季銨鹽和有機(jī)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。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 率以及較大操作窗口和較長的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有清洗液存在的對金屬的腐蝕速率較大，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和清洗操作 窗口比較小的問題。提供一種清洗能力強(qiáng)，能同時對金屬線(Metal)、通道(Via)、金屬墊 (Pad)晶圓清洗，能同時控制金屬和非金屬的腐蝕速率，金屬和非金屬的腐蝕速率隨使用壽 命的延長而保持穩(wěn)定，并具有較大的操作窗口，能同時適用于批量浸泡式(wet Batch)、批 量旋轉(zhuǎn)噴霧式(Batch-spray)、單片旋轉(zhuǎn)式(single wafer tool)的清洗液組合物。本發(fā)明的清洗液包含至少一種氟化物，至少一種胍類，至少一種溶劑和水。
在本發(fā)明的清洗液中，所述的氟化物較佳地為氟化氫、或氟化氫與堿形成的鹽。所 述的堿選自是氨水、季胺氫氧化物和醇胺中的一種或多種。在本發(fā)明的清洗液中，所述的氟化物較佳地選自氟化氫(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(N(CH2OH)3HF)中的一種或多 種。在本發(fā)明的清洗液中，所述的氟化物質(zhì)量百分比為0. 20%，所述的胍類質(zhì) 量百分比為0. 20%，所述的溶劑質(zhì)量百分比為 75% ；所述水質(zhì)量百分比為 5% 75%。在本發(fā)明的清洗液中，所述的胍類為包含胍基的物質(zhì)。在本發(fā)明的清洗液中，所述的胍基是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，其余兩個氮原子以單鍵與碳相連的基團(tuán)；所述的胍基結(jié)構(gòu)式如 下
權(quán)利要求
一種清洗液，其包含至少一種氟化物，至少一種胍類，至少一種溶劑和水。
2.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于所述氟化物選自氟化氫和/或氟化氫與 堿形成的鹽。
3.如權(quán)利要求2所述的清洗液，其特征在于所述的堿選自是氨水、季胺氫氧化物和醇 胺中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求2所述的清洗液，其特征在于所述的氟化物選自氟化氫(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(N(CH2OH)3HF)中 的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于所述的氟化物質(zhì)量百分比為0. 20%，所述的胍類質(zhì)量百分比為0. 20%，所述的溶劑質(zhì)量百分比為 75% ；所述 水質(zhì)量百分比為5% 75%。
6.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于所述的胍類為包含胍基的物質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6所述的清洗液，其特征在于所述的胍基是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，其余兩個氮原子以單鍵與碳相連的基團(tuán)；所述 的胍基結(jié)構(gòu)式如下
8.如權(quán)利要求6所述的清洗液，其特征在于所述的胍類選自碳酸胍、醋酸胍、3-胍基 丙酸、聚六甲基胍和對胍基苯甲酸中的一種或多種。
9.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于所述溶劑選自亞砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷 酮、咪唑啉酮、醇、醚和酰胺中的一種或多種。
10.如權(quán)利要求9所述的清洗液，其特征在于所述的亞砜為二甲基亞砜，所述的砜 為環(huán)丁砜，所述的咪唑烷酮為1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮，所述的咪唑啉酮為1，3_ 二甲 基-2-咪唑啉酮，所述的吡咯烷酮為N-甲基吡咯烷酮和/或羥乙基吡咯烷酮；所述的酰胺 為二甲基甲酰胺和/或二甲基乙酰胺；所述的醇為丙二醇和/或二乙二醇；所述的醚為丙 二醇單甲醚和/或二丙二醇單甲醚。
11.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于所述的清洗液還包含添加劑，所述的添 加劑為腐蝕抑制劑和/或螯合劑。
12.如權(quán)利要求11所述的清洗液，其特征在于所述的添加劑質(zhì)量百分比不超過20%。
13.如權(quán)利要求11所述的清洗液，其特征在于所述的腐蝕抑制劑選自苯并三氮唑類、 羧酸(酯)類、聚羧酸(酯)類和膦酸(酯)類中的一種或多種。
14.如權(quán)利要求11所述的清洗液，其特征在于所述的腐蝕抑制劑選自苯并三氮唑、苯 甲酸、聚丙烯酸和1，3-(羥乙基)-2，4，6-三膦酸中的一種或多種。
15.如權(quán)利要求11所述的清洗液，其特征在于所述的螯合劑是指包含多個官能團(tuán)的 有機(jī)化合物。
16.如權(quán)利要求11所述的清洗液，其特征在于所述的螯合劑為選自乙醇酸、丙二酸、檸檬酸、亞氨基二乙酸、氨三乙酸、三乙醇胺、乙二胺四乙酸、鄰苯二酚、沒食子酸、水楊酸、 五甲基二乙烯三胺、氨基磺酸和磺基水楊酸中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種清洗液，包含(a)至少一種氟化物；(b)至少一種胍類；(c)至少一種溶劑；(d)水。本發(fā)明的清洗液清洗能力強(qiáng)，能同時對金屬線、通道、金屬墊晶圓清洗；能同時控制金屬和非金屬的腐蝕速率，金屬和非金屬的腐蝕速率隨使用壽命的延長而保持穩(wěn)定，并具有較大的操作窗口；能同時適用于批量浸泡式、批量旋轉(zhuǎn)噴霧式、單片旋轉(zhuǎn)式的清洗液組合物。
文檔編號C11D3/44GK101955852SQ20091005471
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者劉兵, 彭洪修 申請人:安集微電子(上海)有限公司