專利名稱：一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種清洗劑，尤其涉及一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液。
技術背景
干法蝕刻是在半導體電路元件制造工序中，用于形成層間絕緣膜材料、布線材料等的圖案最為重要的技術。干法蝕刻在層間絕緣膜材料、布線材料的基板上，通過濺射、 CVD、電鍍、旋圖光致抗蝕劑、干法氣體蝕刻得到圖案。在干法蝕刻后的基板上，殘留著作為掩膜使用的光致抗蝕劑、以及光致抗蝕劑與蝕刻氣體反應所形成的光致抗蝕劑變質(zhì)層，而且因為蝕刻而裸露在被蝕刻材料的側(cè)壁上，殘留著側(cè)壁保護沉積膜。這些光致抗蝕劑、變質(zhì)層以及側(cè)壁保護沉積膜在進入下道工序制造之前，必須從基板上除去。
基板上去除光致抗蝕劑的方式有兩種濕法剝離、干法剝離。濕法剝離，即使用特定的化學藥品，使光致抗蝕劑溶解，由此在基板上剝離光致抗蝕劑；干法剝離，使用被稱為灰化成分的處于等離子狀態(tài)的氧氣等將殘留在基板上的光致抗蝕劑灰化除去。
以前對于光致抗蝕劑以及抗蝕劑變質(zhì)層的去除，主要使用灰化方法。光刻膠層的表面由于離子柵的高放熱劑和高能量所產(chǎn)生的反應熱而固化。同時，由于光刻膠的爆裂現(xiàn)象產(chǎn)生一種光刻膠殘余物。由于灰化過程的晶片會在200°C以上被加熱，此時，光刻膠中的溶劑被耗盡，但是由于灰化過程后固化層位于光刻膠的表面，只采用灰化方法很難從基板上完全去除來自光刻膠以及光刻膠變質(zhì)層的灰化物，灰化處理后，會再用濕法剝離的方式。 光致抗蝕劑殘留包括灰化后在布線以及殘留在基板表面的不完全灰化物、殘留在布線以及導通孔側(cè)面的側(cè)壁聚合物，以及殘留在導同孔側(cè)面和底面的有機金屬聚合物、金屬氧化物。
目前現(xiàn)有技術中典型的去除干法蝕刻殘留的剝離液有以下幾種胺類剝離液、含氟體系剝離液、半水性羥胺類剝離液。胺類剝離液要在高溫下使用(大于80°C)，存在金屬腐蝕速率較大的問題，在高溫下防腐劑很容易失效。含氟體系的剝離液已經(jīng)被證明可以運用，相比羥胺類剝離液，氟體系的剝離液由于氟化氫的存在，在生產(chǎn)、存儲、運用存在對人體、環(huán)境的危險性。
因此，尋求可以避免以上現(xiàn)有的技術缺陷，既具有較強的去膠能力，又能滿足對基材的低腐蝕速率，使用條件溫和，對環(huán)境和人體沒有損害等其他要求已經(jīng)成為開發(fā)干法蝕刻殘留剝離的瓶頸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)羥胺(HA)制劑用于清理基片，去除光致抗蝕劑，如US5279771 和US5381807，其含有羥胺、鏈烷醇胺并選擇性的含有一種極性溶劑。羥胺制劑也用于去除蝕刻殘余物，例如US5334332，披露一種羥胺、鏈烷醇胺、水、螯合劑。US6110881記載了一種有機溶劑、水、螯合物的制劑；US5911835記載了一種含有有機溶劑、水和螯合物的親核胺化合物制劑；US590278、US5672577和US5482566分別記載了含有鏈醇胺、水和二羥基苯螯合物的羥胺制劑。已知能去除干法蝕刻殘余物的含有羥胺的制劑對金屬具有攻擊性，特別是鋁膜。為此已經(jīng)研究出各種控制腐蝕的制劑。使用不同的螯合劑可以減少對下層布線的攻擊。例如，包括記載在US6276372、US6221818、US6187730中記載了具有沒食子酸化物和3CN 102540776 A醇胺的羥胺制劑；US6140287和US6000411分別記載了含有鏈醇烷胺和螯合劑的羥胺制劑； US6121217記載了含有鏈烷醇胺和沒食子酸或兒茶酚的羥胺制劑；US5928430含有羥胺的水汽提盒清潔組物及其用途的專利，含有羥胺、沒食子酸作為腐蝕抑制劑及水；US5419779 記載了羥胺制劑含有羥胺、乙醇胺、腐蝕抑制劑兒茶酚、1，2，3-三羥基苯、鄰苯基苯甲酸、沒食子酸和沒食子酸酯的一種。
以前，使用基于苯酚的剝離液去除光刻膠。但是基于苯酚的光刻膠去除劑不能充分的去除經(jīng)過干法蝕刻的光刻膠膜。并且，由于這些工藝需要100°C或以上的高溫和較長時間的浸漬，這些工藝往往造成半導體加工器件的缺陷比。作為替代物，最近幾年提出飽含鏈烷醇胺和二甘醇單烷基醚的光刻膠剝離液體組分。因為二甘醇單烷基醚的沸點偏低，去膠能力弱，這些組分不能滿意的去除在干法蝕刻后的殘留物，所以需要尋找新的高沸點強極性溶劑來替代。在作為剝離液使用時處于安全因素考慮，需要采用強極性，高沸點、高閃點的有機溶劑來替代。
單獨的強極性溶劑和鏈烷醇胺不能有效的去除干法蝕刻殘留光致抗蝕劑，需要添加更加強的羥胺化合物，羥胺能滲入光致抗蝕劑底膜，快速干凈的起到剝離作用。通常包含鏈烷醇胺和羥胺的光刻膠剝離液在高溫下容易腐蝕鋁基板，羥胺堿性強在水系條件下腐蝕鋁基板，同時鏈烷醇胺引起的水電離也容易造成鋁層的腐蝕。因此，如果鏈烷醇胺、羥胺與水一起使用，不使用防腐劑則不能解決問題。
另外，濕法去除光致抗蝕劑的方式也有兩種。浸漬剝離、噴淋剝離。浸漬剝離就是將基板排列在花籃中，浸入剝離液，高溫下浸泡剝離，該剝離的方式目前越來越多廠家開始使用，但由于剝離液經(jīng)過高溫反復浸泡，其中隨著光致抗蝕劑殘留物增加，在流動的狀況下與空氣接觸容易起氣泡，隨之氣泡的變多變大，一方面對去膠產(chǎn)生影響，另外一方面隨著泡末的變多變大影響操作，其本身也嚴重影響著生產(chǎn)安全。因此，上述剝離液中不添加消泡劑是不行的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述的技術問題，提供一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液。
本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)
一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于所述剝離液的組成及含量(質(zhì)量百分比)為，20 70% ； 5 30% ； 0. 01 10% ； 0. 01 10% ；1 30% ； 5 50%。
分(A)為，
(A)多甲基磷酰胺(B)鏈烷醇胺(C)有機硅聚醚類化合物 ⑶炔醇(E)羥胺(F)去離子水進一步地，以上所述的一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其中所述成
權(quán)利要求
1. 一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于所述剝離液的組成及含量(質(zhì)量百分比)為，(A)多甲基磷酰胺(B)鏈烷醇胺(C)有機硅聚醚類化合物(D)炔醇(E)羥胺(F)去離子水
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的-所述成分(A)為，20 70% ； 5 30% ； 0. 01 10% ； 0. 01 10% ；1 30% ； 5 50%。-種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于 所述成分(B)成分為乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、2-(2-氨基乙基氨基)-乙醇、 N-甲基乙醇胺中的一種或一種以上混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于所述成分(C)為重均分子量在1000以下的聚醚-硅氧烷共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于所述成分(D)成分為炔醇類防腐劑，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于所述成分(D)成分為乙炔醇、丙炔醇中的一種或兩種混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于 所述成分(E)為羥胺類化合物為羥胺、鹽酸羥胺、硫酸羥胺、甲基羥胺、乙基羥胺、二乙基羥胺、N-甲基羥胺、N-乙基羥胺一種或一種以上組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于 所述成分(E)為羥胺、N-甲基羥胺、甲基羥胺、乙基羥胺其中一種或一種以上組合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，其特征在于 所述成分(F)成分為電阻超過16ΜΩ的去離子水。
10.權(quán)利要求1所述的一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液的用途，其特征在于所述剝離液用于半導體電路元件制造，所述半導體元件具有鋁作為布線材料或者具有含鋁的低介電常數(shù)膜作為層間布線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種去除半導體工藝中殘留光刻膠的剝離液，該剝離液的組成及含量(質(zhì)量百分比)為20～70％的多甲基磷酰胺、5～30％的鏈烷醇胺、0.01～10％的有機硅聚醚類化合物、0.01～10％的炔醇、1～30％(含質(zhì)量)的羥胺、5％～50％的去離子水組成，該剝離液可以很容易并且快速的去除干法蝕刻工藝殘留的固化光刻膠層，并且在實現(xiàn)去膠時，該剝離液對金屬膜材料，特別是鋁和含鋁的布線材料有很好的保護作用，應用前景十分良好。
文檔編號H01L21/311GK102540776SQ20101061664
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者卞玉桂, 朱海盛, 顧奇 申請人:蘇州瑞紅電子化學品有限公司