[发明专利]一种低蚀刻的去除光阻蚀刻残留物的清洗液

说明书

技术领域

本发明公开了一种低蚀刻的去除光阻蚀刻残留物的清洗液。

背景技术

在半导体元器件制造过程中，光阻层的涂敷、曝光和成像对元器件的图案制造来说是必要的工艺步骤。在图案化的最后（即在光阻层的涂敷、成像、离子植入和蚀刻之后）进行下一工艺步骤之前，光阻层材料的残留物需彻底除去。通常，在半导体器件的制程中使用几十次光刻工艺，由于等离子蚀刻气体的离子和自由基引起与光刻胶的复杂化学反应，光刻胶迅速与无机物的交联硬化，使得光阻层变得不易溶解从而更难于除去。至今在半导体制造工业中一般使用两步法（干法灰化和湿蚀刻）除去这层光阻层膜。第一步利用干法灰化除去光阻层（PR）的大部分；第二步利用缓蚀剂组合物湿蚀刻/清洗工艺除去且清洗掉剩余的光阻层，其步骤一般为清洗液清洗/漂洗/干燥。在这个过程中只能除去残留的聚合物光阻层和无机物，而不能攻击损害金属层如铝层。

在目前的湿法清洗工艺中，用得最多的清洗液是含有羟胺类和含氟类的清洗液，羟胺类清洗液的典型专利有US6319885、US5672577、US6030932、US6825156、US5419779和US6777380B2等。经过不断改进，其溶液本身对金属铝的腐蚀速率已经大幅降低，但该类清洗液由于使用羟胺，而羟胺存在来源单一、易爆炸等问题。而现存的氟化物类清洗液虽然有了较大的改进，如US5,972,862、US6,828,289等，但仍然存在不能很好地同时控制金属和非金属基材的腐蚀，清洗后容易造成通道特征尺寸的改变；另一方面由于一些半导体企业中湿法清洗设备是由石英制成，而含氟的清洗液对石英有腐蚀并随温度的升高而腐蚀加剧，故存在与现有石英设备不兼容的问题而影响其广泛使用。

尽管上述两类清洗液已经相对比较成功地应用于半导体工业，但是由于其各自的限制和缺点，业界还是开发出了第三类的清洗液，这类清洗液既不含有羟胺也不含有氟化物。如US598145A公开了含有有机酸和醇胺的PH在3.5‐7的酸性清洗液，该清洗液很快能够去除金属层和导电介质层的光刻胶。如US6103680A公开了含有低烷基链羟基肼、水、羧酸化合物和水溶性有机溶剂的清洗液，该清洗液对金属基本无腐蚀并且能够有效的去除经过等离子体刻蚀后的残留物。这类既不含有羟胺也不含有氟化物的清洗液既解决了羟胺的来源单一和安全环保方面的问题，又解决了含氟类清洗液非金属腐蚀速率不稳定的问题。但是这类清洗液往往在使用过程中存在很大的局限性。因此尽管揭示了一些清洗液组合物，但还是需要而且近来更加需要制备适应面更广的该类清洗液。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能够去除晶圆上的光阻残留物的低成本半导体晶圆清洗液，其不含有羟胺和氟化物；对金属和非金属的腐蚀速率较小；并与石英设备兼容。

该新型清洗液含有：

i.醇胺，醇胺具体含量为质量百分比20-70%，优选20-60%；

ii.醇醚，醇醚具体含量为质量百分比1-50%；优选1-40%；

iii.水，水具体含量为小于质量百分比40%，优选1-35%；

iv.螯合剂，螯合剂具体含量为质量百分比0.1-10%，优选0.5-10%；

v.肼及其衍生物，肼及其衍生物具体含量为质量百分比0.1-15%，优选0.2-10%。

上述含量均为质量百分比含量，且不含有羟胺和氟化物。

本发明中，所述的醇胺较佳的为单乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、乙基二乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺和二甘醇胺中的一种或多种。醇胺的加入有利于完全去除晶圆的光阻残留物。

本发明中，所述的醇醚较佳的为二乙二醇单烷基醚和/或二丙二醇单烷基醚。其中，所述的二乙二醇单烷基醚较佳的为二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚和二乙二醇单丁醚；所述的二丙二醇单烷基醚较佳的为二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚和二丙二醇单丁醚。所述的醇醚优选二丙二醇单烷基醚，更优选二丙二醇单甲醚中的一种或多种。所述的醇醚比常用的有机溶剂如二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮等具有更好的清洗效果。

本发明中，所述的螯合剂较佳的为邻苯二酚、没食子酸、对羟基苯甲酸、邻苯三酚、5-甲氧基邻苯三酚、5-叔丁基邻苯三酚、5-羟甲基邻苯三酚、乙二胺四乙酸、反-1,2-环已二胺四乙酸、乙二醇双（2-氨基乙基）四乙酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、酒石酸、没食子酸甲酯、1-没食子酸甘油酯中的一种或多种。