本發(fā)明屬于半導體制造工藝領域，尤其涉及一種半水基芯片蝕刻后殘留物清洗液及其制備方法與用途。

背景技術：

1、在集成電路制造生產(chǎn)過程中，對晶圓表面的顆粒、金屬污染、氧化膜以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物等的清洗是使用最多的工藝步驟之一，清洗的效果嚴重影響著集成電路的性能和器件的品質及可靠性。

2、隨著不同發(fā)展階段對集成電路性能要求的不同，現(xiàn)有集成電路制造過程中的清洗處理技術也在不斷進行更新?lián)Q代。常用的晶圓清洗處理技術有濕法清洗和干法清洗。濕法清洗一般采用具有較強腐蝕性和氧化性的無機化學溶劑，使晶圓表面的雜質粒子與溶劑發(fā)生化學反應，生成氣體或被溶解而脫離晶圓表面。干法清洗指清洗過程中不采用化學溶劑，例如氣相干洗技術和束流清洗技術。由于干法清洗技術的成本較高，一直制約著其大面積的推廣和發(fā)展；濕法清洗技術因其簡單高效仍然占據(jù)了半導體工廠清洗工藝的主導地位。

3、為解決晶圓的交叉污染問題，晶圓清洗方式也由在批量生產(chǎn)中采用多槽浸漬式清洗衍變?yōu)閱尉A清洗。在濕法清洗工藝中，因環(huán)境、生產(chǎn)設備和工藝偏差等各種因素導致晶圓在生產(chǎn)中會產(chǎn)生各種各樣的缺陷，比如，晶圓表面的各種顆粒物、刻蝕殘留物、有機殘留物、水痕和金屬線腐蝕等，這些缺陷都會不同程度地影響器件性能的實現(xiàn)。

4、其中，鋁金屬腐蝕是一種致命缺陷，不但嚴重影響芯片的成品率和可靠性，而且影響集成電路制造產(chǎn)線的成品率。鋁制程集成電路后段光刻膠清洗液主要以堿性有機化合物組成，對于集成電路鋁制程而言,由于金屬鋁是兩性金屬元素，一般的清洗液在清洗條件較為嚴苛，如清洗時間較長、清洗溫度較高時,在堿性環(huán)境下容易造成鋁線的腐蝕導致集成電路被破壞。

5、隨著集成電路制造技術尺寸的縮小，對于光刻膠膜和灰化后的殘渣物的清洗要求愈加嚴格，因此要求清洗液具備更高的潤濕能力。干法蝕刻清洗液一般通過加入表面活性劑，起到降低干法蝕刻后殘留物與基板的表面張力，但是其氣泡性會造成干法蝕刻清洗液產(chǎn)生泡沫造成基板不易徹底清洗。

6、因此，不僅需要提高表面張力的均衡性，同時需要提高殘留物的剝離性能，使得殘留物的剝離更加完全、快速和徹底。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術問題：干法蝕刻后殘留物清洗液氣泡多不易清洗干凈，且對al有明顯腐蝕。

2、鑒于現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種半水基芯片蝕刻后殘留物清洗液及其制備方法與用途。該清洗液高效并對于a?l線制程蝕刻后殘留物清洗能力強，其可僅在無需超聲波工藝配合清洗的純浸泡工藝條件下，仍能保持極為優(yōu)異的清洗效率，從而降低產(chǎn)品缺陷，提高產(chǎn)品可靠性，降低生產(chǎn)成本。

3、需要注意的是，在本發(fā)明中，除非另有規(guī)定，涉及組成限定和描述的“包括”的具體含義，既包含了開放式的“包括”、“包含”等及其類似含義，也包含了封閉式的“由…組成”等及其類似含義。

4、為了解決上述存在的技術問題，本發(fā)明采用了以下方案：

5、一種半水基芯片蝕刻后殘留物清洗液，其特征在于，按照重量份計算，包括如下組分：

6、

7、

8、其中，所述的復合功能劑由新綠原酸和紫草酸制備而成。

9、進一步地，所述新綠原酸和紫草酸的質量比為1:10。

10、進一步地，所述的復合功能劑的制備方法包括如下步驟：

11、步驟1：首先向試管中加入新綠原酸和紫草酸，然后加入濃硫酸，之后固定并用酒精燈在試管底端加熱；

12、步驟2：先用酒精燈內焰微熱2-4min，再用酒精燈外焰加熱10-15min，將生成的酯化物蒸出；

13、步驟3：收集生成的酯化物，清洗，干燥，即得到復合功能劑。

14、進一步地，步驟1所述的濃硫酸的質量份是新綠原酸3倍。

15、進一步地，所述的步驟1中，將新綠原酸和紫草酸分別配制成50％的水溶液,然后添加到試管中進行反應。

16、進一步地，所述的ph調節(jié)劑為蘋果酸、檸檬酸、酒石酸中的一種或幾種。

17、進一步地，所述的有機溶劑為n,n-二甲基乙酰胺、1,1-環(huán)己基二乙酸單酰胺、2-羥基異丁酰胺、對氨基苯甲酰胺中的一種或幾種。

18、進一步地，所述的保護劑為聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的一種或幾種。

19、本發(fā)明還公開了一種半水基芯片蝕刻后殘留物清洗液的制備方法，其特征在于包含如下步驟：

20、步驟1：按照比例分別稱取各組分；

21、步驟2：將除超純水和復合功能劑以外的所有組分加入容器中，并攪拌直至所有物料溶解完全，保持攪拌下同時加入1/2用量的復合功能劑和所有的超純水后，繼續(xù)攪拌2-5min后，再加入剩余的復合功能劑，攪拌直至所有物料溶解完全，即得到所述的半水基芯片蝕刻后殘留物清洗液。

22、本發(fā)明還公開了一種半水基芯片蝕刻后殘留物清洗液的清洗方法，其特征在于包括如下步驟：

23、步驟1：將制備的半水基芯片蝕刻后殘留物清洗液用超純水配制成質量百分比濃度為15％-35％的水溶液；

24、步驟2：使用步驟1制備的水溶液在30-50℃下浸泡半導體芯片，浸泡時間為7-15min，得到浸泡后半導體芯片；

25、步驟3：將所述浸泡后半導體芯片放入無水乙醇中沖洗至少兩次，再用超純水進行沖洗后再用氮氣吹干，即完成半導體芯片的清洗。

26、本發(fā)明還公開了一種半水基芯片蝕刻后殘留物清洗液在清洗半導體芯片中的用途。

27、在本發(fā)明中，為了進一步優(yōu)化清洗液的效果，其各個組分可以進一步優(yōu)選：復合功能劑0.2-0.4份；ph調節(jié)劑2.5-3.5份；保護劑0.2-0.7份；氫氟酸0.3-0.8份；氟化銨0.5-1份；有機溶劑45-55份；超純水25-35份。

28、在本發(fā)明的復合功能劑的制備方法中，小火微熱是為了防止將尚未反應的紫草酸、新綠原酸蒸出，后期的大火蒸發(fā)是為了使酯類脫離反應體系，有利于可逆反應平衡向生成酯的方向移動。

29、在本發(fā)明復合功能劑制備的步驟2中，觀察接收瓶中的液面不在出現(xiàn)波動即為酯類蒸發(fā)完全。

30、在本發(fā)明中，有機溶劑優(yōu)選n,n-二甲基乙酰胺。

31、在本發(fā)明中，新綠原酸結構式如下：

32、

33、在本發(fā)明中，紫草酸結構式如下：

34、

35、本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，新綠原酸和紫草酸存在較多活化的羥基以及羧基，新綠原酸結構中的兩個羥基與一個羧基一端，可以分別與紫草酸的羧基一端以及羥基連接，在濃硫酸的催化下發(fā)生酯化反應生成酯化物，該酯化物是一種具有首尾相接結構的物質，在兩個大分子的內部形成了一個類似囊狀的結構，形成體系內吸附，可效去除表面殘留物。

36、在本發(fā)明中，復合功能劑同時具有緩蝕和乳化穩(wěn)定的雙重功能，其緩蝕功能可以保護芯片避免腐蝕，而乳化穩(wěn)定功能則是在該體系中具有優(yōu)異的乳化性能和穩(wěn)定性能，從而保證了整個體系的油-水均勻混合。

37、本發(fā)明復合功能劑與氟化氫、氟化銨共同增強清洗液對于聚合物(po?l?ymer)的清洗能力，并且，也可從側面對基材起到保護、抗腐蝕的作用。

38、本發(fā)明提供了一種半水基芯片蝕刻后殘留物清洗液及其制備方法與用途具有如下有益效果：

39、1、本發(fā)明復合功能劑為新綠原酸和紫草酸酯化物，可將芯片上附著的蠟質層、研磨臟污等污染物清洗徹底，且不會在溶液表面形成蠟質，也不會對芯片造成臟污回粘；該復合功能劑具有緩蝕和乳化穩(wěn)定的雙重功能，其緩蝕功能可以保護芯片避免腐蝕，其乳化穩(wěn)定功能則是在該體系中具有優(yōu)異的乳化性能和穩(wěn)定性能，從而保證了整個體系的油-水均勻混合。

40、2、本發(fā)明的復合功能劑與氟化氫、氟化銨共同增強清洗液對于po?l?ymer的清洗能力，并且，也可從側面對基材起到保護、抗腐蝕的作用。

41、3、本發(fā)明的清洗液清洗性能優(yōu)良，能夠取得優(yōu)異的清洗效果，且對芯片無腐蝕。

42、4、本發(fā)明的清洗液揮發(fā)損耗小，在清洗完畢后，芯片無需使用丙酮進行漂洗，僅用無水乙醇、純水沖洗即可，對環(huán)境和人體無傷害。