一种刻蚀残留物清洗剂的制作方法

本发明涉及清洗工艺，具体涉及一种刻蚀残留物清洗剂。

背景技术：

1、在集成电路制程中，随着工艺流程的改进，显影过后的光刻胶，在经过离子注入或者等离子体干法刻蚀后发生碳化，难以被传统的湿法剥离液去除，所以引入了氧等离子体去胶(ashing)工艺。但经过干法刻蚀或灰化工艺之后，在通道(via)和槽(trench)产生光刻胶和刻蚀残留，如果不除去会影响到下一步工艺，从而影响整个晶圆的良率。

2、现有的清洗剂在化学清洗过程中，常会对金属(尤其是铝)造成腐蚀等缺陷，导致晶圆的良率降低。因此，研发一种刻蚀残留物清洗剂能够在不腐蚀特定材料(尤其是金属铝)的情况下，除去刻蚀后残留的聚合物碎片、有机金属残留、金属氧化物等杂质是至关重要的。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种刻蚀残留物清洗剂，包含羟胺、水、有机溶剂以及螯合剂的组分，通过选取合适的组分原料以及控制原料中各个组分之间的配比关系，使得到的所述清洗剂在不腐蚀金属铝的情况下，能够实现对半导体刻蚀后残留物的去除。

2、第一方面，本发明提供了一种刻蚀残留物清洗剂，包括：羟胺，水，有机溶剂和螯合剂，以所述清洗剂的总质量为100％计，所述羟胺的含量为10-15％，所述有机溶剂的含量为50-63％；当有机溶剂含量/羟胺含量＝a时，满足水含量/8≤a≤水含量/3.5。

3、本发明严格控制组分中羟胺含量与有机溶剂含量的配比关系，一方面，若是羟胺含量相比有机溶剂含量少很多时，其对于金属有机化合物或金属氧化物的还原能力不足，导致残留物去除效果不佳；另一方面，若是有机溶剂含量相比羟胺含量少很多时，则会造成还原后的可溶性残留物不能得到充分溶解，使其容易物理黏附在结构表面。

4、在本发明的某些实施方式中，所述水含量满足3.75a≤水含量≤8a；优选的，所述水含量满足4a≤水含量≤8a。

5、而且，所述的水可为半导体制造领域中的常规水，优选超纯水。

6、控制组分中的水的含量范围，是因为若是组分中的水的含量不足，一方面会导致清洗剂溶液本身溶解能力不足，对于残留物去除能力受限，达不到预期的使用效果；另一方面，也会导致组分中的螯合剂的电离程度不足，使得螯合能力受限，不能充分将金属有机物等大分子包入溶液，导致清洗剂的清洗效果变差；

7、但若是组分中的水的含量过高，则使得碱性成分电离增强，而强碱性易引起金属铝的腐蚀，基于以上所述内容，严格控制组分中的水的含量以及组分中羟胺含量与有机溶剂含量的配比关系，对于实现在不腐蚀金属铝的情况下，除去刻蚀后的残留物是至关重要的。

8、此外，羟胺作为强亲核的还原剂，用以还原蚀刻后的有机金属化合物、金属氧化物，使之易于溶解，且能够与光刻胶中的c＝o键反应，将其变为容易溶解的肟类；而且羟胺作为小分子物质，能够穿透大分子残留物，直接与内核反应，同时其能与有机金属化合物形成复合物，提升溶解效率。

9、在本发明的某些实施方式中，所述有机溶剂选自n-甲基吡咯烷酮、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、二甘醇胺、异丁醇胺、二甲基-二乙醇胺、叔丁基二乙醇胺、羟乙基二异丙醇胺、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚以及二丙二醇单乙醚中的一种或多种。

10、而且，选取n-甲基吡咯烷酮、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、二甘醇胺、异丁醇胺、二甲基-二乙醇胺、叔丁基二乙醇胺、羟乙基二异丙醇胺、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚以及二丙二醇单乙醚中的一种或多种作为有机溶剂，用以溶解经过羟胺还原后的物质。

11、在本发明的某些实施方式中，所述螯合剂选自酚类及其衍生物，用以与经过羟胺还原后的有机金属化合物形成可溶性螯合物，避免其析出。

12、所述酚类及其衍生物包括邻苯二酚，间苯二酚，对苯二酚，水杨酸，间羟基苯甲酸，对羟基苯甲酸，2，3-二羟基苯甲酸，没食子酸中的一种或多种。

13、优选的，所述螯合剂的含量为质量分数1-10％；更优选的，所述螯合剂的含量为质量分数1-8％。

14、与现有技术相比，本发明有以下优点：

15、本发明提供了一种刻蚀残留物清洗剂，通过选取羟胺作为强亲核的还原剂，用以还原刻蚀后残留的有机金属化合物以及金属氧化物，同时，通过控制组分中羟胺含量与有机溶剂含量的配比关系，以及控制组分中水的含量范围，用以实现清洗样片中的聚合物碎片等杂质，本发明通过严格控制清洗剂中的组分配方及用量，使得到的清洗剂在清洗刻蚀灰化后的样片时，能够实现在不腐蚀特定材料(尤其是金属铝)的情况下，有效去除刻蚀后的残留物且能保护基材，制备工艺简单，操作条件温和，在半导体晶片清洗等领域具有较好的应用前景。

技术特征：

1.一种刻蚀残留物清洗剂，其特征在于，包括：羟胺，水，有机溶剂和螯合剂，以所述清洗剂的总质量为100％计，所述羟胺的含量为10-15％，所述有机溶剂的含量为50-63％；当有机溶剂含量/羟胺含量＝a时，满足水含量/8≤a≤水含量/3.5。

2.根据权利要求1所述的刻蚀残留物清洗剂，其特征在于，所述水含量满足3.75a≤水含量≤8a。

3.根据权利要求2所述的刻蚀残留物清洗剂，其特征在于，所述水含量满足4a≤水含量≤8a。

4.根据权利要求1所述的刻蚀残留物清洗剂，其特征在于，所述有机溶剂选自n-甲基吡咯烷酮、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、二甘醇胺、异丁醇胺、二甲基-二乙醇胺、叔丁基二乙醇胺、羟乙基二异丙醇胺、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚以及二丙二醇单乙醚中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的刻蚀残留物清洗剂，其特征在于，所述螯合剂选自邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、水杨酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、2，3-二羟基苯甲酸以及没食子酸中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的刻蚀残留物清洗剂，其特征在于，所述螯合剂的含量为1-10％。

7.根据权利要求6所述的刻蚀残留物清洗剂，其特征在于，所述螯合剂的含量为1-8％。

技术总结
本发明涉及清洗工艺技术领域，具体涉及一种刻蚀残留物清洗剂。本发明所述清洗剂包括：羟胺，水，有机溶剂和螯合剂，以所述清洗剂的总质量为100％计，所述羟胺的含量为10‑15％，所述有机溶剂的含量为50‑63％；当有机溶剂含量/羟胺含量＝a时，满足水含量/8≤a≤水含量/3.5。本发明所述的清洗剂，能够实现在不腐蚀特定材料(尤其是金属铝)的情况下，去除掉刻蚀后残留的聚合物碎片、有机金属残留、金属氧化物等杂质，且使用效果好，制备方法简单，具有较好的市场前景。

技术研发人员：郭启祯,程挥戈,苏双峰,鄢艳华,周达文
受保护的技术使用者：深圳新宙邦科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14