专利名称：一种等离子刻蚀残留物清洗液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子刻蚀残留物清洗液。
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。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/去离子水漂洗。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。现有技术中典型的清洗液有以下几种胺类清洗液，半水性胺基(非羟胺类)清洗 液以及氟化物类清洗液。其中前两类清洗液需要在高温下清洗，一般在60°C到80°C之间，存在对金属的腐蚀速率较大的问题；而现存的氟化物类清洗液虽然能在较低的温度(室温到50°C )下进行清洗，但仍然存在着各种各样的缺点，例如不能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，从而改变半导体结构；另一方面由于其较大蚀刻速率，清洗操作窗口比较小等。US 6，828，289公开的清洗液组合物包括酸性缓冲液、有机极性溶剂、含氟物质和水，且PH值在3 7之间，其中的酸性缓冲液由有机羧酸或多元酸与所对应的铵盐组成，组成比例为10 I至I : 10之间。如US 5，698，503公开了含氟清洗液，但大量使用乙二醇，其清洗液的粘度与表面张力都很大，从而影响清洗效果。如US 5，972，862公开了含氟物质的清洗组合物，其包括含氟物质、无机或有机酸、季铵盐和有机极性溶剂，pH为7 11，由于其清洗效果不是很稳定，存在多样的问题。对于金属铝铜流电腐蚀的问题，前两类清洗液，主要采用减少清洗液中水分含量和增加溶剂漂洗来解决，而减少水的含量不利于无机残留物的去除。而氟类清洗液由于其生产和使用的时间相对较短，这方面的研究还有待进一步探索。因此尽管已经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一类更合适的清洗组合物或体系，适应新的清洗要求，比如环境更为友善、低缺陷水平、低刻蚀率、较大操作窗口和抑制铝铜流电腐蚀等等。
发明内容
本发明的目的是为了解决如何安全、健康和有效的清洗半导体工业中等离子刻蚀残留物，并提供了一种安全有效的清洗液组合物。本发明是一种用于半导体工业中等离子刻蚀残留物的清洗液组合物，其包括有机溶剂、水、氟化物、有机胺、氨基酸、胍类和苯并三氮唑及其衍生物。其中胍类和苯并三氮唑及其衍生物复配的金属防腐蚀体系，更加有效地抑制了金属铝铜的流电腐蚀，所述的清洗液组合物重量百分比含量为
a)有机溶剂5% 75%;b)水 10% 50%;c)氟化物 O. I % 20% ；d)有机胺 O. 1% 20% ;e)氨基酸 0.1% 10%;f)胍类 O. 01% 5%，优选 O. 05% 2% ;g)苯并三氮唑及其衍生物O. 01% 5%，以上含量均为重量百分比含量。本发明所述的有机溶剂较佳的为亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醚中的一种或多种。所述的亚砜较佳的为二甲基亚砜、二乙基亚砜和甲乙基亚砜中的一种 或多种；所述的砜较佳的为甲基砜、乙基砜和环丁砜中的一种或多种；所述的咪唑烷酮较佳的为2-咪唑烷酮、I，3- 二甲基-2-咪唑烷酮和I，3- 二乙基-2-咪唑烷酮中的一种或多种；所述的吡咯烷酮较佳的为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮和N-羟乙基吡咯烷酮中的一种或多种；所述的咪唑啉酮较佳的为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺较佳的为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醚较佳的为乙二醇单烷基醚、二乙二醇单烷基醚、丙二醇单烷基醚、二丙二醇单烷基醚和三丙二醇单烷基醚中的一种或多种。其中，所述的乙二醇单烷基醚较佳的为乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚和乙二醇单丁醚中的一种或多种；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中的一种或多种；所述的丙二醇单烷基醚较佳的为丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚和丙二醇单丁醚中的一种或多种；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中的一种或多种；所述的三丙二醇单烷基醚较佳的为三丙二醇单甲醚。所述的溶剂的含量较佳的为质量百分比5 75%。本发明所述的氟化物较佳地为氟化氢、或氟化氢与碱形成的盐。该碱可以是氨水、季胺氢氧化物和醇胺。氟化物较佳地为氟化氢(HF)、氟化铵(NH4F)、氟化氢铵(NH4HF2)、四甲基氟化铵(N(CH3)4F)或三羟乙基氟化铵NCH20H3HF中的一种或多种。所述的氟化物的含量较佳的为质量百分比O. I 20%。本发明还可进一步含有水。本发明所述的有机胺为二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、多乙烯多胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺，N，N-二甲基乙醇胺、N，N-甲基乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺和三乙醇胺一种或多种。优选五甲基二乙烯三胺、三乙胺和三乙醇胺的一种或多种。所述的有机胺的含量较佳的为质量百分比O. I 20%。本发明所述的氨基酸为2-氨基乙酸、2-氨基苯甲酸、亚氨基二乙酸，氨三乙酸或乙二胺四乙酸中的一种或多种。优选2-氨基乙酸和亚氨基二乙酸。本发明所述的氨基酸的含量较佳的为质量百分比O. I 10%。本发明所述的胍类是指含有胍基的物质。所谓胍基是指一个碳原子与三个氮原子连接，并且其中一个氮原子以双键与碳相连，其余两个以单键相连。如下式I所示
权利要求
1.一种等离子刻蚀残留物的清洗液，其包括有机溶剂、水、氟化物、有机胺、氨基酸、胍类和苯并三氮唑及其衍生物。
2.如权利要求I所述清洗液，其特征在于，所述有机溶剂的含量为5 75wt%;所述水的含量为10 50wt% ;所述氟化物的含量为O. I 20wt% ;所述有机胺的含量为O. I 20wt% ;所述氨基酸的含量为O. I 10wt% ;所述胍类的含量为O. 01 5wt% ;所述苯并三氮唑及其衍生物的含量为O. 01 5wt%。
3.如权利要求2所述清洗液，其特征在于，所述胍类的含量为O.05 2wt%。
4.如权利要求I所述清洗液，其特征在于，所述有机溶剂为选自亚砜、砜、咪唑烷酮、批咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醚中的一种或多种。
5.如权利要求4所述清洗液，其特征在于，所述亚砜为二甲基亚砜、二乙基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种；所述砜为甲基砜、乙基砜和环丁砜中的一种或多种；所述咪唑烷酮为2-咪唑烷酮、1，3- 二甲基-2-咪唑烷酮和1，3- 二乙基-2-咪唑烷酮中的一种或多种；所述吡咯烷酮为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮和N-羟乙基吡咯烷酮中的一种或多种；所述咪唑啉酮为I，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述酰胺为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述醚为乙二醇单烷基醚、二乙二醇单烷基醚、丙二醇单烷基醚、二丙二醇单烷基醚和三丙二醇单烷基醚中的一种或多种。
6.如权利要求5所述清洗液，其特征在于，所述乙二醇单烷基醚为乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚和乙二醇单丁醚中的一种或多种；所述二乙二醇单烷基醚为二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚和二乙二醇单丁醚中的一种或多种；所述丙二醇单烷基醚为丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚和丙二醇单丁醚中的一种或多种；所述二丙二醇单烷基醚为二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚和二丙二醇单丁醚中的一种或多种；所述三丙二醇单烷基醚为三丙二醇单甲醚。
7.如权利要求I所述清洗液，其特征在于，所述氟化物为氟化氢、或氟化氢与碱形成的盐。
8.如权利要求7所述清洗液，其特征在于，所述碱是氨水、季胺氢氧化物和醇胺。
9.如权利要求7所述清洗液，其特征在于，所述氟化物为氟化氢、氟化铵、氟化氢铵、四甲基氟化铵或三羟乙基氟化铵NCH20H3HF中的一种或多种。
10.如权利要求I所述清洗液，其特征在于，所述有机胺为二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、多乙烯多胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺，N, N-二甲基乙醇胺、N，N-甲基乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺和三乙醇胺一种或多种。
11.如权利要求10所述清洗液，其特征在于，所述有机胺为五甲基二乙烯三胺、三乙胺和三乙醇胺的一种或多种。
12.如权利要求I所述清洗液，其特征在于，所述氨基酸为2-氨基乙酸、2-氨基苯甲酸、亚氨基二乙酸，氨三乙酸或乙二胺四乙酸中的一种或多种。
13.如权利要求12所述清洗液，其特征在于，所述氨基酸为2-氨基乙酸和亚氨基二乙酸。
14.如权利要求I所述清洗液，其特征在于，所述胍类为含有胍基的物质，所谓胍基为一个碳原子与三个氮原子连接，并且其中一个氮原子以双键与碳相连，其余两个以单键相连，如下式I所示
15.如权利要求14所述清洗液，其特征在于，所述胍类为四甲基胍、碳酸胍、醋酸胍、3-胍基丙酸、聚六亚甲基胍和对胍基苯甲酸。
16.如权利要求I所述清洗液，其特征在于，所述苯并三氮唑及其衍生物为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、I-羟基苯并三氮唑、5-羧基苯并三氮唑中的一种或多种。
全文摘要
本发明公开了一种含氟的半导体工业中等离子刻蚀残留物清洗液，该清洗液组合物含有a)有机溶剂 5％～75％；b)水 10％～50％；c)氟化物 0.1％～20％；d)有机胺 0.1％～20％；e)氨基酸 0.1％～10％；f)胍类 0.01％～5％，优选0.05％～2％；g)苯并三氮唑及其衍生物 0.01％～5％。本发明的清洗液组合物可有效地清洗半导体制造过程中等离子刻蚀残留物，对于基材如低介质材料(SiO2、PETEOS)和一些金属物质(如Ti，Al，Cu)等具有较低的蚀刻速率，同时具有抑制铝铜合金流电腐蚀的能力，在半导体晶片清洗等微电子领域具有良好的应用前景。
文档编号G03F7/42GK102827707SQ201110162958
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者孙广胜, 刘兵, 彭洪修 申请人:安集微电子科技(上海)有限公司