[发明专利]一种用于去除半导体晶片蚀刻残留物的清洗组合物

说明书

本发明涉及一种用于去除半导体晶片蚀刻残留物的清洗组合物，其包含：含四‑C₁‑C₆烷基胍和水的溶剂、氟化物、羟胺和选自苯甲酸类及其盐的腐蚀抑制剂。本发明的刻蚀残留物清洗组合物可以有效地清洗金属和半导体制造过程中产生的刻蚀残留物，不会对所接触铜、介电材料等材料有腐蚀作用，并且可以使金属晶片在清洗时金属细线比较光滑；其可在比较大的温度范围内发挥作用，具有较大的操作窗口。

技术领域

本发明涉及一种用于去除半导体晶片蚀刻残留物的清洗组合物。更具体地，本发明涉及用于清洗以敏感、多孔、低k或高k电介质以及敷铜为特征的半导体晶片的清洗组合物。本发明还涉及所述清洗组合物的制备方法、所述的清洗组合物用于去除半导体晶片蚀刻残留物的用途，以及一种使用所述清洗组合物清洗蚀刻后的半导体晶片的方法。

背景技术

在半导体元器件制造过程中，光阻层的成像对半导体器件的图案制造来说是必要的工艺步骤。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，需要彻底清除工艺过程中生成的有机化合物、金属有机化合物和无机化合物的残余物。在掺杂过程中离子的轰击会使光阻层聚合物逐渐硬化，这样会使光阻层更不易溶解，从而更难于除去。在半导体制造工业中，第一步通常利用干法灰化除去大部分光阻层，然后利用化学清洗工艺清洗掉剩余的光阻层和蚀刻过程中生成的有机化合物、金属有机化合物和无机化合物的残余物。一般步骤包括化学清洗组合物清洗、去离子水漂洗和干燥。在这个过程中要求完全清洗掉残留的聚合物光阻层和无机物，但是不能腐蚀损害暴露的金属层和其他材料。如果铜表面上的这些残留物清洗不干净，会影响它们的导电性，从而影响最后器件的可靠性。此外，如果铜的腐蚀速率比较大，则铜表面腐蚀很严重，这同样也会影响器件的可靠性。

在公开了半导体晶片蚀刻残留物清洗组合物的文献中，使用最多的清洗组合物是含有羟胺和含氟化合物的清洗组合物。关于含有羟胺的清洗组合物，例如CN1465687A公开了一种清洗组合物，其包含2-(2-氨基乙基氨基)-乙醇和选择性地含有另一种2个碳原子键合的链烷醇胺化合物、没食子酸或儿茶酚、水，极性有机溶剂和羟胺。然而，该类清洗组合物使用羟胺作为极为重要的一种化学组分；而羟胺存在来源单一的问题，目前仅有一家公司可生产电子级别的羟胺。此外，该类清洗组合物还存在易爆炸和价格昂贵的问题。关于包含含氟化合物的清洗组合物，例如CN101434894A公开了一种用于清洗半导体基质上的无机残渣的含有铜特效腐蚀抑制剂的含水清洗组合物，其含有按重量计为1-35％的氟化物源，按重量计为20-60％的有机胺，按重量计为0.1-40％的含氮组分如含氮羧酸或亚胺，按重量计为20-50％的水，及按重量计为0-21％的金属螯合剂。该文献并未公开所述组合物包选自苯甲酸类及其盐的腐蚀抑制剂。

尽管现有技术已经公开了许多半导体晶片蚀刻残留物清洗组合物，然而半导体产业的发展仍需要价格更便宜，性能更稳定，对金属和非金属的腐蚀速率较小的清洗组合物或体系，以适应新的清洗要求。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种能够去除蚀刻过程中生成的诸如有机化合物、金属有机化合物和无机化合物的残余物的清洗组合物。

本申请的发明人令人惊讶地发现，包含含四-C₁-C₆烷基胍和水的溶剂、氟化物、羟胺和选自苯甲酸类及其盐的腐蚀抑制剂的清洗组合物可有效地去除晶片上蚀刻过程中生成的诸如有机化合物、金属有机化合物和无机化合物的残余物，而不会对所接触的材料如铜、介电材料(例如由TEOS(正硅酸乙酯)或PETEOS(等离子体增强正硅酸乙酯)沉积的氧化硅材料)等具有显著的腐蚀作用；并且可以使金属晶片在清洗时金属细线比较光滑；且可在比较大的温度范围内发挥作用，具有较大的操作窗口。

因此，在一个方面中，本发明涉及一种清洗组合物，其包含含四-C₁-C₆烷基胍和水的溶剂、氟化物、羟胺和腐蚀抑制剂，其中所述腐蚀抑制剂选自苯甲酸类及其盐。