一种配线基板干刻后残渣清洗剂制造技术

本发明专利技术公开了一种配线基板干刻后残渣清洗剂，其特征在于，其主要组分为H

Residue cleaning agent for dry drying of wiring substrate

The invention discloses a residue cleaning agent for drying a wiring substrate after being dried. The utility model is characterized in that the main component is H

【技术实现步骤摘要】
一种配线基板干刻后残渣清洗剂
本专利技术涉及半导体蚀刻后清洗剂
，具体涉及一种配线基板干刻后残渣清洗剂。
技术介绍
蚀刻形成铜配线基板的方法包括两种：湿式蚀刻和干式蚀刻。湿式蚀刻选用蚀刻液与表面覆有铜层的基板反应，具体包括化学蚀刻液扩散至待蚀刻材料之表面、蚀刻液与待蚀刻材料发生化学反应、反应后之产物从蚀刻材料之表面扩散至溶液中并随溶液排出三步骤。干式刻蚀以气体作为主要的蚀刻媒介，并藉由电浆能量来驱动反应，将铜层和铜层与基板之间的过渡金属层（例如钛层）自基板表面移除。由于在干刻工序后的侧面和底面附着有蚀刻残渣，上述残渣会直接导致高电阻化或产生电短路。为了除去该蚀刻残渣，通常具有利用洗涤液实施洗涤、并在洗涤后立即用有机溶剂或超纯水冲洗洗涤液的工序。如中国专利CN101331811A中
技术介绍
部分提及的，常用的清洗剂为双氧水体系，具体包括过氧化氢-季铵盐-缓蚀剂体系、过氧化氢-硫酸铵-氟化物-螯合剂体系、过氧化氢-碱性物质（季铵氢氧化物、氢氧化钾）-缓蚀剂体系和氧化剂-唑系化合物酸性组合物体系，后一体系中的氧化剂为选自过氧化氢、臭氧、高锰酸钾、过碳酸及其盐、过磷酸及其盐、过硫酸及其盐、碘酸及其盐、溴酸及其盐、高氯酸及其盐、氯酸及其盐、次氯酸及其盐中的至少一种。随着现有技术中配线间距的细微化，含氟离子源、碱性物质的清洗剂容易侵蚀铜配线下方的钛层，还会引起铜布线材料表面的氧化或腐蚀之类的铜布线材料表面状态的变化、变质。加入碱性物质如季铵氢氧化物、氢氧化钾等碱性物质可以与水反应电离出氢氧根，同样存在二次腐蚀金属线的风险；就金属保护剂而言，唑系化合物能在铜表面形成一层致密的保护膜，但对配线槽侧面的钛层防护有限。另外，清洗液体系的pH值对于金属保护剂的缓蚀作用和双氧水的反应活性有明显的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种配线基板干刻后残渣清洗剂，该清洗液能有效去除干刻产生的蚀刻残渣，体系组分稳定，对配线表面的侵蚀程度小。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种配线基板干刻后残渣清洗剂，其特征在于，其主要组分为H2O2、金属保护剂、双氧水稳定剂、pH值调节剂和水，清洗剂的pH值为5～8，金属保护剂的主要组成为有机胺类金属保护剂和有机膦类金属保护剂。采用弱酸弱碱性的清洗剂，可以降低氧化性酸和碱对于铜配线的侵蚀作用。有机胺类金属保护剂和有机膦类金属保护剂与金属表面之间均可以形成配位键，在配线正面和侧面的铜、钛表面形成络合物，胺类金属保护剂在弱酸性条件下比较有效，而有机膦金属保护剂的耐酸碱性能良好，适用于弱酸弱碱条件下的金属保护，将两者复配用于弱酸弱碱的清洗液中，金属表面的成膜更趋稳定。为了优化缓蚀性能和对残渣的剥离性能，优选的技术方案为，配线基板干刻后残渣清洗剂质量按100%计，主要组分的质量百分比分别为：H2O20.1～10%、金属保护剂0.05～2%、双氧水稳定剂0.005～3%、pH值调节剂3～7%和水80～96%。金属保护剂含量大于5%，缓蚀剂的复配性能较差。优选的技术方案为，有机胺类金属保护剂为选自水溶性的环状亚胺、松香胺和季铵盐中的至少一种，有机膦类金属保护剂为选自烃基膦酸型金属保护剂和磷羧酸型金属保护剂中的至少一种。为了进一步优化金属保护剂的复配效果，优选的技术方案为，金属保护剂中有机膦类金属保护剂的重量百分比为60～78%。优选的技术方案为，有机胺类金属保护剂由2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸和选自咪唑啉季铵盐、喹啉季铵盐和吡啶季铵盐中的至少一种与组合而成。2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸具有良好的耐高低温性能、耐氧化性和化学稳定性，另外，两种金属保护剂局具有一定的表面活性，可以加速残渣自配线表面的剥离。优选的技术方案为，双氧水稳定剂为选自可溶性苹果酸盐、酒石酸盐、葡萄糖酸盐、羟乙酸盐中的至少一种。加入上述双氧水稳定剂对应的有机酸对清洗液体系的酸碱度影响较大，多羧酸型双氧水稳定剂的酸根离子对铜离子和钛离子具有较强的螯合作用，所得螯合产物在弱酸弱碱或中性的清洗液体系中具有溶解度较高，保证清洗后的配线基板表面无残渣。优选的技术方案为，配线基板干刻后残渣清洗剂的组成还包括质量百分比为0.005～0.2%的氯盐，氯盐为氯化钠、氯化钾中的至少一种。氯盐电离出的氯离子可在金属表面形成负的吸附电位，加强有机胺和有机膦金属保护剂阳离子的吸附，有助于进一步优化配线保护效果。为了稳定清洗液的pH值，减少因清洗液体系酸碱度的变化而导致过氧化氢活性降低和金属保护剂的保护效果减弱，优选的技术方案为，pH值调节剂为选自磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲对或磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲对。清洗液中常用的pH值为5～8的缓冲对也可以使用，不限于此。为了进一步优化清洗液对残渣的包覆润湿及残渣与金属表面之间间隙的渗透效果，优选的技术方案为，配线基板干刻后残渣清洗剂还包括表面活性剂，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。本专利技术的优点和有益效果在于：本专利技术配线基板干刻后残渣清洗剂为弱酸弱碱体系，与现有技术中的氧化性酸和碱性体系相比，对配线的侵蚀作用较弱，尤其是对配线侧面钛层的侵蚀作用；采用有机胺类金属保护剂和有机膦类金属保护剂复配，可在配线表面形成稳定的保护膜，并且上述两种金属保护剂均具有表面活性，可优化清洗液的润湿和渗透能力，加速残渣的剥离；清洗液中不含有强碱性物质，经清洗后的配线基板水洗过程中被二次腐蚀的几率低。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。烃基膦酸型金属保护剂的具体选择可为：烃基氨基甲撑基膦酸、α-氨基烃基膦酸、多氨基多醚基甲叉膦酸；磷羧酸型金属保护剂的具体选择不限于2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸，还可为2-羟基膦基乙酸、膦酰基羧酸；环状亚胺具有较强的提供π电子的能力，对金属的吸附性能也较强，可选环己亚胺、环庚亚胺、环辛亚胺中的一种。实施例1-4按照下表所列内容配置实施例1-5清洗剂：实施例1-5中，金属保护剂为环己亚胺和烃基氨基甲撑基膦酸等重混合而成，双氧水稳定剂采用锡酸盐，实施例2和实施例3的pH值调节剂为巴比妥钠-盐酸缓冲对，实施例1和实施例4的pH值调节剂为磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲对。实施例6-8以实施例5为基础，各组分的质量百分比同实施例5，pH值调节剂为磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲对，其他区别在于：实施例6的金属保护剂为松香胺和α-氨基烃基膦酸组合而成，松香胺在水中的溶解度较小，因此金属保护剂中松香胺的重量百分比为10%，双氧水稳定剂为柠檬酸钠。实施例7的金属保护剂为2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸和咪唑啉季铵盐组合而成，金属保护剂中2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸的重量百分比为60%，双氧水稳定剂为酒石酸盐和葡萄糖酸盐以质量比2:1混合而成。实施例8的金属保护剂为为2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、吡啶季铵盐和喹啉季铵盐组合而成，吡啶季铵盐和喹啉季铵盐等重，金属保护剂中2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸的重量百分比为78%，双氧水稳定剂为羟乙酸钠。实施例9-11以实施例8为基础，各组分的质量百分比同实施例8，区别在于：实施例9的清洗剂中加入0.005%的氯化钠，水含量略减少；实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配线基板干刻后残渣清洗剂，其特征在于，其主要组分为H

【技术特征摘要】
1.一种配线基板干刻后残渣清洗剂，其特征在于，其主要组分为H2O2、金属保护剂、双氧水稳定剂、pH值调节剂和水，清洗剂的pH值为5～8，金属保护剂的主要组成为有机胺类金属保护剂和有机膦类金属保护剂。2.根据权利要求1所述的配线基板干刻后残渣清洗剂，其特征在于，配线基板干刻后残渣清洗剂质量按100%计，主要组分的质量百分比分别为：H2O20.1～10%、金属保护剂0.05～2%、双氧水稳定剂0.005～3%、pH值调节剂3～7%和水80～96%。3.根据权利要求1或2所述的配线基板干刻后残渣清洗剂，其特征在于，有机胺类金属保护剂为选自水溶性的环状亚胺、松香胺和季铵盐中的至少一种，有机膦类金属保护剂为选自烃基膦酸型金属保护剂和磷羧酸型金属保护剂中的至少一种。4.根据权利要求3所述的配线基板干刻后残渣清洗剂，其特征在于，金属保护剂中有机膦类金属保护剂的重量百分比为60～78%...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵勇，殷福华，陈林，栾成，朱龙，顾玲燕，赵文虎，李英，
申请(专利权)人：江阴江化微电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32