专利名称：一种金属腐蚀保护液及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的金属铝铜流电腐蚀保护液及其在半导体领域的应用。
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。在半导体制造工业中一般使用两步法去除这层光阻层膜。第一步利用干法灰化除去光阻层(PR)的大部分；第二步利用清洗液清洗工艺除去剩余的光阻层。其中清洗的步骤一般为清洗液清洗、漂洗和干燥三过程。 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，用得较多的清洗液是含有羟胺类的清洗液和含有氟化物的清洗液。而漂洗所用的媒介一般可分为水、溶剂和专门的漂洗液三类。溶剂漂洗常用的溶剂主要有异丙醇和N-甲基吡咯烷酮等。为了减少漂洗对金属基材的腐蚀，羟胺类清洗液常采用先溶剂漂洗，再用水漂洗的过程。而氟类清洗液往往直接用水漂洗。但是氟类清洗液在水中漂洗时，其金属铝的腐蚀速率存在如图1所示的变化过程。为了减少漂洗对金属基材的腐蚀，在实际的过程中常采用大量的水快速漂洗，以便以较快的速度和较短的时间通过腐蚀速率较大的区域，以减少金属的腐蚀。而这往往带来漂洗过程操作窗口过小的问题。需要特别指出的是，在半导体铝制程工艺过程中，如果铝铜在沉积的过程中，铝铜的晶粒分布不均勻、晶粒过大或沉积速度太快，这会导致铝线在漂洗时产生流电腐蚀。从而导致半导体器件的良率下降，影响半导体的性能，甚至整个器件失效。
发明内容
本发明的目的是从根本上解决半导体晶圆蚀刻灰化后清洗过程中的金属腐蚀问题，抑制可能产生的流电腐蚀，同时使漂洗过程具有较大的操作窗口，提供一种操作简易且效果显著的半导体晶圆清洗后的漂洗金属保护液。本发明的上述目的是通过下列技术方案来实现的保护液组成是，1)5-40% 水，优选 10-30%，》10ppm-3%含羧基聚合物，3) 59-94% 有机溶剂。在本发明中，所述的含羧基的聚合物是含羧基的均聚物和/或含羧基的共聚物和/或盐。所述的含羧基的均聚物和/或含羧基的共聚物较佳地为聚马来酸酐、聚丙烯酸 (PAA)、聚甲基丙烯酸、丙烯酸与马来酸共聚物、苯乙烯与马来酸共聚物、丙烯腈与丙烯酸共聚物、乙烯与丙烯酸共聚物，优选丙烯酸与马来酸共聚物；所述的盐是铵盐，如聚丙烯酸铵、 聚甲基丙烯酸铵和苯乙烯与丙烯酸铵共聚物。
在本发明中，本发明所述的溶剂为水溶性的溶剂，即与水互溶的溶剂。较佳地为醇、亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一种或多种。所述的醇较佳地为乙醇、乙二醇、丙三醇、戊五醇、山梨醇。所述的亚砜较佳地为二甲基亚砜；所述的砜较佳地为甲基砜或环丁砜；所述的咪唑烷酮为2-咪唑烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的吡咯烷酮为N-甲基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮、N-羟乙基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮为 1，3_二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醇醚较佳地为乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚。使用本发明的保护液的方法是在用光阻清洗液去除晶圆上刻蚀残余物以后，先用本发明的保护液漂洗晶圆，再用去离子水漂洗之后甩干即可。综上，本发明的积极进步效果在于1)提供了一种操作简易且效果显著的半导体晶圆清洗后的漂洗金属保护液，对流电腐蚀较好的抑制作用；3)提供了一种氟类的清洗液漂洗工艺中，可以降低其最大的#蚀刻速率(即降低图1中的峰高)，可以为漂洗提供更大的操作窗口。
图1是含氟清洗液在水中漂洗时金属腐蚀速率与溶液稀释比例的关系图；图2(a)是未使用本发明的漂洗液直接用水漂洗产生流电腐蚀的情况，图2(b)是使用本发明的漂洗液对流电腐蚀的抑制情况。
具体实施例方式为了说明本发明的效果，我们根据已公开的具有典型意义的专利配置了一种含氟清洗液(详见表1)；并测试了其在水中稀释时金属腐蚀速率(详见表2)。表1含氟清洗液组成
权利要求
1.一种金属腐蚀保护液，其包含1)水，质量百分含量为5-40%；2)含羧基聚合物，质量百分含量为10ppm-3%；3)有机溶剂，质量百分含量为59-94%。
2.如权利要求1所述保护液，其特征在于，所述水的质量百分含量为10-30%。
3.如权利要求1所述保护液，其特征在于，所述含羧基的聚合物是含羧基的均聚物和/ 或含羧基的共聚物和/或盐。
4.如权利要求3所述保护液，其特征在于，所述含羧基的均聚物和/或含羧基的共聚物为选自聚马来酸酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丙烯酸与马来酸共聚物、苯乙烯与马来酸共聚物、丙烯腈与丙烯酸共聚物、乙烯与丙烯酸共聚物中的一种或多种，所述的盐是铵盐。
5.如权利要求4所述保护液，其特征在于，所述含羧基的均聚物和/或含羧基的共聚物为选自聚丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸铵和苯乙烯与丙烯酸铵共聚物中的一种或多种，所述的盐是丙烯酸和/或马来酸共聚物。
6.如权利要求1所述保护液，其特征在于，所述有机溶剂选自醇、亚砜、砜、咪唑烷酮、 吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一种或多种。
7.如权利要求6所述保护液，其特征在于，所述醇为乙醇、乙二醇、丙三醇、戊五醇和/ 或山梨醇；所述亚砜为二甲基亚砜；所述砜为甲基砜或环丁砜；所述的咪唑烷酮为2-咪唑烷酮和/或1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮；所述吡咯烷酮为N-甲基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮和/或N-羟乙基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮为1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺为二甲基甲酰胺和/或二甲基乙酰胺；所述的醇醚为乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚和/或三乙二醇单甲醚。
8.如权利要求1-7任一项保护液在半导体领域的应用，在用光阻清洗液去除晶圆上刻蚀残余物以后，先用所述保护液漂洗晶圆，再用去离子水漂洗之后甩干。
全文摘要
本发明公开了一种新型的金属腐蚀保护液及其应用，保护液组成是1)5-40％水，优选10-30％；2)10ppm-3％含羧基聚合物；3)59-94％有机溶剂，该保护液不仅本身对铝、铜的腐蚀速率较低，同时具有操作简易且效果显著的特点。因此该新型的保护液在金属清洗和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C23F1/02GK102296294SQ20101021210
公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者刘兵, 孙广胜, 彭洪修, 王胜利 申请人:安集微电子(上海)有限公司