一種低蝕刻的光阻清洗液組合物制造技術

本發明專利技術公開了一種低蝕刻的光阻清洗液組合物，其含有(a)醇胺(b)溶劑(c)水(d)腐蝕抑制劑(e)醛類化合物。該清洗液不含氟化物和羥胺，且能夠快速地去除經過硬烤、干法刻蝕、灰化和等離子注入引起復雜化學變化后交聯硬化的光刻膠，能夠在實現去除金屬線(metal)、通孔(via)和金屬墊(Pad)晶圓上的光阻殘留物的同時，對基材(如金屬鋁，金屬鎢，非金屬二氧化硅等)基本沒有攻擊。本發明專利技術的清洗液在半導體晶片清洗等領域具有良好的應用前景。

Low etching photoresist cleaning liquid composition

A low etching photoresist cleaning solution comprising (a) an alcohol amine (b) solvent (c), a water (d) corrosion inhibitor (E), an aldehyde compound. The cleaning liquid without fluoride and hydroxylamine, and can quickly remove the photoresist after hard bake, dry etching, ashing and plasma implantation caused by complex chemical changes after crosslinking hardening, can achieve the removal of metal wire (metal) and hole (via) and metal pad (Pad) photoresist residues on the wafer. At the same time, the substrate (such as aluminum, tungsten metal, non-metallic silicon dioxide) basically no attack. The cleaning liquid of the invention has good application prospect in the field of semiconductor wafer cleaning and the like.

【技術實現步驟摘要】
一種低蝕刻的光阻清洗液組合物
本專利技術涉及一種用于半導體晶片清洗的清洗液，尤其涉及一種不含氟化物和羥胺的低蝕刻性的光阻清洗液組合物。
技術介紹
在半導體元器件的制造過程中，光阻層的涂敷、曝光和成像等圖案制造工藝是其必不可少的工藝步驟。但在該圖案化工藝(光阻層的涂敷、成像、離子植入和蝕刻)之后，會有部分光阻層材料殘留物存在材料表面，所以，在進行下一道工藝步驟之前，需徹底清除該光阻材料殘留物。通常，在半導體器件的制程中需使用幾十次光刻工藝，且半導體等離子蝕刻氣體的離子及自由基會誘發其與光刻膠發生復雜的化學反應，使得光刻膠迅速與無機物交聯硬化，從而光阻層變得不易溶解，更難于去除。在半導體工藝中，光阻層膜的去除工藝要求：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。目前，在半導體制造工業中一般使用兩步法(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，該步驟一般為清洗液清洗/漂洗/干燥。而，在濕法清洗工藝中，用得最多的清洗液是含有羥胺類和含氟類的清洗液，典型的羥胺類清洗液專利有US6319885、US5672577、US6030932、US6825156、US5419779和US6777380B2等。經過不斷改進，此類清洗液溶液本身對金屬鋁的腐蝕速率已經大幅降低，但由于使用羥胺，會使清洗液存在來源單一、易爆炸等問題。而現存的氟化物類清洗液雖然有了較大的改進，如US5,972,862、US6,828,289等，但仍然存在不能很好地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改變等問題；另一方面由于一些半導體企業中濕法清洗設備是由石英制成，而含氟的清洗液對石英有腐蝕并隨溫度的升高而腐蝕加劇，故存在與現有石英設備不兼容的問題而影響其廣泛使用。盡管上述兩類清洗液已經相對比較成功地應用于半導體工業，但是由于其各自的限制和缺點，清洗液還需要進一步改進。目前該領域已經開發出了第三類清洗液，這類清洗液既不含有羥胺也不含有氟化物。如US598145A公開了含有有機酸和醇胺的PH在3.5-7的酸性清洗液，該清洗液很高能夠去除金屬層和導電介質層的光刻膠。如US6103680A公開了含有低烷基鏈羥基肼、水、羧酸化合物和水溶性有機溶劑的清洗液，該清洗液對金屬基本無腐蝕并且能夠有效的去除經過等離子體刻蝕后的殘留物。這類既不含有羥胺也不含有氟化物的清洗液既解決了羥胺的來源單一和安全環保方面的問題，又解決了含氟類清洗液非金屬腐蝕速率不穩定的問題。但是這類清洗液往往在使用過程中存在很大的局限性。因此尋找不包含氟化物及羥胺類化合物，且適用面更廣的清洗液產品是該類光刻膠清洗液努力改進的優先方向。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了提供一種能夠去除晶圓上的光阻殘留物的低成本半導體晶圓清洗液，其不含有羥胺和氟化物；對金屬和非金屬的腐蝕速率較小；與石英設備兼容；并具備較廣的適用范圍。本專利技術公開一種低蝕刻的光阻清洗液組合物，該新型清洗液組合物含有：i.醇胺ii.溶劑iii.水iv.腐蝕抑制劑v.醛類化合物其中，所述的醇胺較佳的為脂肪族的醇胺，更佳的為單乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、N,N-二甲基基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺和二甘醇胺中的一種或幾種。所述醇胺的含量較佳為10-70％，優選10-60％其中，所述的溶劑為本領域常規的溶劑，較佳的選自亞砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一種或多種。其中，所述的亞砜較佳的為二甲基亞砜；所述的砜較佳的為環丁砜；所述的咪唑烷酮較佳的為1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的吡咯烷酮較佳的為N-甲基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮較佳的為1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)；所述的酰胺較佳的為N,N-二甲基乙酰胺；所述的醇醚類較佳的為二元醇醚，更佳的為乙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，二乙二醇甲醚，三乙二醇丁醚，丙二醇丁醚，丙二醇甲醚，二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一種或幾種。所述溶劑的含量較佳為10-60％，優選10-43％。其中，所述的腐蝕抑制劑較佳的為酚類化合物，更佳的為鄰苯二酚、對苯二酚、間苯二酚、聯苯三酚、3-甲基鄰苯二酚、4-苯乙基-1,3-苯二酚、4-叔丁基鄰苯二酚、1,8-蒽醌二酚、5-(羥甲基)-1,3-苯二酚、5-甲基連苯三酚、4-苯甲基焦酚、5-甲氧基鄰苯三酚、5-叔丁基鄰苯三酚、5-羥甲基鄰苯三酚中的一種或幾種。所述腐蝕抑制劑的含量較佳為1％-15％，優選1％-10％。其中，所述的醛類化合物較佳的為含有共軛結構的醛類化合物，更佳的為反-2-己烯醛、2-壬烯醛、反-4-癸烯醛、十一烯醛、異環檸檬醛、柑青醛、甲基柑青醛、新鈴蘭醛、苯甲醛、苯乙醛、苯丙醛、桂醛、鈴蘭醛、香蘭素、乙基香蘭素、香茅醛、葡醛內酯、肉桂醛、對酞醛酸、4-甲氧-5-甲鄰二醛苯甲酸中的一種或幾種。所述醛類化合物的含量較佳為0.1％-10％，優選0.1％-5％。本專利技術中的清洗液，可以在50℃至80℃下清洗晶圓上的光阻殘留物。具體方法如下：將含有光阻殘留物的晶圓浸入本專利技術中的清洗液中，在50℃至80℃下浸泡合適的時間后，取出漂洗后用高純氮氣吹干。本專利技術的技術效果在于：1)本專利技術的清洗液通過腐蝕抑制劑和醛類化合物，可在有效地去除金屬線(metal)、通孔(via)和金屬墊(Pad)晶圓上的光阻殘留物同時，實現對金屬鋁和非金屬腐蝕的抑制。2)本專利技術的清洗液解決了傳統羥胺類清洗液中羥胺來源單一、價格昂貴、易爆炸等問題；3)本專利技術的清洗液由于其非金屬腐蝕速率較低，解決了傳統氟類清洗液非金屬腐蝕速率不穩定的問題，并與目前半導體廠商普遍使用的石英清洗槽兼容。具體實施方式下面通過具體實施例進一步闡述本專利技術的優點，但本專利技術的保護范圍不僅僅局限于下述實施例。本專利技術所用試劑及原料均市售可得。本專利技術的清洗液由上述成分簡單均勻混合即可制得。表1實施例及對比例清洗液的組分和含量效果實施例為了進一步考察該類清洗液的清洗情況，本專利技術采用了如下技術手段：即將含有光阻殘留物的金屬線(metal)晶圓、通孔(via)晶圓和金屬墊(Pad)晶圓分別浸入清洗液中，在50℃至80℃下利用恒溫振蕩器以約60轉/分的振動頻率振蕩10～40分鐘，然后經漂洗滌后用高純氮氣吹干。得到光阻殘留物的清洗效果和清洗液對晶片的腐蝕情況如表2所示。表2部分實施例和對比例的晶圓清洗情況腐蝕情況：◎基本無腐蝕；清洗情況：◎完全去除；○略有腐蝕；○少量殘余；△中等腐蝕；△較多殘余；×嚴重腐蝕。×大量殘余。從表2可以看出，本專利技術的清洗液對含有光阻殘留物的金屬線(metal)晶圓、通孔(via)晶圓和金屬墊(Pad)晶圓具有良好的清洗效果，且使用溫度范圍廣，同時對金屬鋁和非金屬二氧化硅沒有腐蝕作用。具體為，從對比例1和實施例1可以看出，不加入醇胺的情況下，晶圓表面的光阻殘留物有較多的剩余無法被清除。從對比例2和實施例2可以看出，配方中缺少溶劑會導致晶圓上的光阻殘留物無法被完全去除干凈。從對比例3和實施例5可以看出，在其余組分及清洗條件完全一致的情況下，缺少腐蝕抑制劑會照成對金屬鋁和非金屬二氧化硅的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低蝕刻的光阻清洗液組合物，所述清洗液組合物，其特征在于，含有醇胺、溶劑、水、醛類化合物以及腐蝕抑制劑。

【技術特征摘要】
1.一種低蝕刻的光阻清洗液組合物，所述清洗液組合物，其特征在于，含有醇胺、溶劑、水、醛類化合物以及腐蝕抑制劑。2.如權利要求1所述的清洗液組合物，其中，所述的醇胺為脂肪族的醇胺。3.如權利要求2所述的清洗液組合物，其中，所述的醇胺為單乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、N,N-二甲基基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺和二甘醇胺中的一種或多種。4.如權利要求1所述的清洗液組合物，其中，所述的醇胺的含量為10％-70％。5.如權利要求4所述的清洗液組合物，其中，所述的醇胺的含量為10％-60％。6.如權利要求1所述的清洗液組合物，其中，所述的溶劑選自亞砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一種或多種。7.如權利要求6所述的清洗液組合物，其中，所述的亞砜為二甲基亞砜；所述的砜為環丁砜；所述的咪唑烷酮為1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的吡咯烷酮為N-甲基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮為1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺為N,N-二甲基乙酰胺；所述的醇醚類為二元醇醚。8.如權利要求7中所述的清洗液組合物，其中，所述的二元醇醚選自乙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，二乙二醇甲醚，三乙二醇丁醚，丙二醇丁醚，丙二醇甲醚，二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一種或幾種。9.如權利要求1所述的清洗液組合物，其中，所述的溶劑的含量為10％-60％。10.如權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭玢，劉兵，孫廣勝，黃達輝，
申請(專利權)人：安集微電子科技上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31