清洁组成物的制作方法

本公开涉及用于半导体基板的清洁组成物及清洁半导体基板的方法。更具体地，本公开涉及在蚀刻沉积于基板上的金属层或介电材料层之后用于半导体基板的清洁组成物及在主体抗蚀剂移除之后移除留在基板上的残余物。

背景技术：

1、在集成电路装置的制造中，光阻剂用作中间掩膜，通过一系列光刻及蚀刻(例如等离子体蚀刻)步骤，将光罩的原始掩膜图案转印至晶圆基板上。集成电路装置制程中的基本步骤之一为将晶圆基板上图案化的光阻膜移除。一般而言，此步骤可通过二种方法中的一者进行。

2、一种方法涉及湿法剥离步骤，在该步骤中，使覆盖光阻剂的基板与主要由有机溶剂及胺组成的光阻剥离剂溶液接触。然而，此类剥离剂溶液通常无法完全且可靠地移除光阻膜，尤其是在光阻膜已在制造期间已经被暴露于uv辐射及等离子处理的情况下。一些光阻膜通过此类处理变得高度交联且更难以溶解于剥离剂溶液中。另外，这些已知的湿法剥离方法中使用的化学品有时对于移除在使用含卤素气体对金属或氧化物层进行等离子蚀刻期间形成的无机或有机金属残余材料为无效的。

3、另一种移除光阻膜的方法涉及使涂布光阻剂的晶圆暴露于基于氧的等离子体，以便在称为等离子体灰化的过程中自基板燃烧光阻膜。然而，等离子体灰化对于移除上述等离子体蚀刻副产物亦非完全有效。实情为，这些等离子体蚀刻副产物通常通过随后使经处理的金属及介电薄膜暴露于某些清洁溶液来移除。

4、含金属的基板一般易受腐蚀影响。举例而言，含有诸如铝、铜、铝铜合金、氮化钨、钨、钴、氧化钛、其他金属及金属氮化物的材料的基板将易于腐蚀。此外，集成电路装置中的介电质(例如，层间介电质或超低k介电质)可通过使用已知的清洁化学物质来蚀刻。另外，集成电路装置制造所能容忍的腐蚀量随着装置几何结构收缩而变得愈来愈小。

5、同时，由于残余物变得更难以移除且腐蚀必须控制至越来越低的水平，清洁溶液对于使用应为安全的且对环境友好的。

6、因此，清洁溶液应对移除蚀刻及/或灰化残余物有效，且亦应对所有暴露的基板材料为非腐蚀性的。

技术实现思路

1、本公开涉及非腐蚀性清洁组成物，其适用于作为多步骤制程中的中间步骤以移除半导体基板上残余物(例如，等离子体蚀刻及/或等离子体灰化残余物)及其他材料(例如，氧化金属)。这些残余物包括一系列以下的相对不可溶混合物：有机化合物，诸如残余光阻；有机金属化合物；金属氧化物，诸如铝氧化物(alox)、硅氧化物(siox)、钛氧化物(tiox)、锆氧化物(zrox)、钽氧化物(taox)及铪氧化物(hfox)(可自经暴露金属形成为反应副产物)；金属，诸如铝(al)、铝/铜合金、铜(cu)、钛(ti)、钽(ta)、钨(w)及钴(co)；掺杂金属，诸如掺杂有硼的钨(wbx)；金属氮化物，诸如铝氮化物(aln)、氧化铝氮化物(aloxny)、硅氮化物(sin)、钛氮化物(tin)、钽氮化物(tan)及钨氮化物(wn)；其合金；以及其他材料。本文中所描述的清洁组成物的优点为其可清洁所遇到的广泛范围的残余物，且对于经暴露基板材料(例如，经暴露金属氧化物(诸如alox)、金属(诸如铝、铝/铜合金、铜、钛、钽、钨及钴)、金属氮化物(诸如硅、钛、钽及钨氮化物)及其合金)通常为非腐蚀性的。

2、一方面，本公开的特征在于一种清洁组成物，其包含(例如，由以下组成或主要由以下组成)：1)至少一种氧化还原剂；2)至少一种螯合剂，该螯合剂为聚氨基多羧酸；3)至少一种腐蚀抑制剂，该腐蚀抑制剂为经取代或未经取代的苯并三唑；4)至少一种磺酸；及5)水。

3、另一方面，本公开的特征在于一种自半导体基板清洁残余物的方法。该方法包括使含有蚀刻后残余物及/或灰化后残余物的半导体基板与本文中所描述的清洁组成物接触。举例而言，该方法可包括以下步骤：(a)提供含有蚀刻后及/或灰化后残余物的半导体基板；(b)使该半导体基板与本文所述的清洁组成物接触；(c)用合适的冲洗溶剂冲洗该半导体基板；及(d)可选地通过移除冲洗溶剂且不损害该半导体基板的完整性的任何方式使该半导体基板干燥。

4、在再一方面中，本公开的特征在于一种清洁处理在表面上具有金属层的半导体基板的方法。该方法包括(1)氧化金属层以形成氧化金属层，及(2)通过使本文中所描述的清洁组成物与氧化金属层接触而自半导体基板移除氧化金属层。

5、本发明的一或多个实施例的细节阐述于以下说明中。本发明的其他特征、目标及优势将自本说明书及申请专利范围显而易见。

技术特征：

1.一种清洁组成物，包含：

2.如权利要求1所述的组成物，其中，所述至少一种氧化还原剂包含羟胺。

3.如权利要求1所述的组成物，其中，所述至少一种氧化还原剂为所述组成物的约0.1重量％至约5重量％。

4.如权利要求1所述的组成物，其中，所述聚氨基多羧酸是选自由以下组成的群：单-或聚亚烷基聚氨基多羧酸、聚氨基烷烃多羧酸、聚氨基烷醇多羧酸，及羟烷基醚聚氨基多羧酸。

5.如权利要求4所述的组成物，其中，所述聚氨基多羧酸为二亚乙基三胺五乙酸。

6.如权利要求1所述的组成物，其中，所述聚氨基多羧酸为所述组成物的约0.01重量％至约0.5重量％。

7.如权利要求1所述的组成物，其中，所述至少一种腐蚀抑制剂包含经至少一个选自由以下组成的群的取代基取代的苯并三唑：烷基、芳基、卤基、氨基、硝基、烷氧基，及羟基。

8.如权利要求7所述的组成物，其中，所述至少一种腐蚀抑制剂包含5-甲基-1h-苯并三唑。

9.如权利要求1所述的组成物，其中，所述至少一种腐蚀抑制剂为所述组成物的约0.05重量％至约1重量％。

10.如权利要求1所述的组成物，其中，所述至少一种磺酸包含式(i)的磺酸：

11.如权利要求10所述的组成物，其中，所述至少一种磺酸包含甲磺酸。

12.如权利要求1所述的组成物，其中，所述至少一种磺酸为所述组成物的约1重量％至约10重量％。

13.如权利要求1所述的组成物，进一步包含：

14.如权利要求13所述的组成物，其中，所述至少一种ph调节剂包含环胺或烷醇胺。

15.如权利要求13所述的组成物，其中，所述至少一种ph调节剂包含1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯或单乙醇胺。

16.如权利要求13所述的组成物，其中，所述至少一种ph调节剂为所述组成物的约0.1重量％至约3重量％。

17.如权利要求1所述的组成物，其中，所述水为所述组成物的约55重量％至约98重量％。

18.如权利要求1所述的组成物，进一步包含：

19.如权利要求18所述的组成物，其中，所述至少一种有机溶剂包含乙二醇丁基醚。

20.如权利要求18所述的组成物，其中，所述至少一种有机溶剂为所述组成物的约0.1重量％至约40重量％。

21.如权利要求1所述的组成物，其中，所述组成物的ph为约4至约7。

22.如权利要求1所述的组成物，其中，所述组成物包含：羟胺、二亚乙基三胺五乙酸、5-甲基-1h-苯并三唑、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、甲磺酸及水。

23.如权利要求22所述的组成物，其中，所述组成物包含：

24.如权利要求23所述的组成物，其中，所述组成物包含：

25.如权利要求22所述的组成物，进一步包含：乙二醇丁基醚。

26.如权利要求25所述的组成物，其中所述组成物包含：

27.如权利要求26所述的组成物，其中，所述组成物包含：

28.如权利要求1所述的组成物，其中，所述组成物包含羟胺、二亚乙基三胺五乙酸、5-甲基-1h-苯并三唑、单乙醇胺、甲磺酸及水。

29.如权利要求28所述的组成物，其中，所述组成物包含：

30.如权利要求29所述的组成物，其中，所述组成物包含：

31.如权利要求28所述的组成物，进一步包含乙二醇丁基醚。

32.如权利要求31所述的组成物，其中，所述组成物包含：

33.如权利要求32所述的组成物，其中，所述组成物包含：

34.如权利要求1所述的组成物，其中，所述组成物包含：羟胺、二亚乙基三胺五乙酸、5-甲基-1h-苯并三唑、乙二醇丁基醚、甲磺酸及水。

35.如权利要求34所述的组成物，其中所述组成物包含：

36.如权利要求35所述的组成物，其中所述组成物包含：

37.一种自半导体基板清洁残余物的方法，包含：

38.一种处理在表面上具有金属层的半导体基板的方法，包含：

39.如权利要求38所述的方法，其中，所述金属层包含钴、钌、钼、铜、钨、钛、铝，或其合金。

40.如权利要求38所述的方法，其中，所述氧化步骤包含使化学液体与所述半导体基板上的所述金属层接触，其中所述化学液体是选自由以下组成的群：水、过氧化氢水溶液、氨及过氧化氢的水溶液、氢氟酸及过氧化氢的水溶液、硫酸及过氧化氢的水溶液、盐酸及过氧化氢的水溶液、溶解有氧的水、溶解有臭氧的水、过氯酸水溶液，及硫酸水溶液。

41.如权利要求38所述的方法，其中，所述氧化步骤包含使氧化气体与所述金属层接触，在氧化氛围下加热所述金属层，或使用氧化气体对所述金属层进行等离子体处理。

技术总结
本公开涉及一种清洁组成物，其含有1)至少一种氧化还原剂；2)至少一种螯合剂，该螯合剂为聚氨基多羧酸；3)至少一种腐蚀抑制剂，该腐蚀抑制剂为经取代或未经取代的苯并三唑；4)至少一种磺酸；及5)水。

技术研发人员：E·A·克内尔,T·多瑞,水谷笃史
受保护的技术使用者：富士胶片电子材料美国有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14