一种光阻残留物清洗液制造技术

本发明专利技术公开了一种不含氟化物和羟胺的去除光阻蚀刻残留物的清洗液及其组成。这种不含氟化物和羟胺的低蚀刻性的去除光阻蚀刻残留物的清洗液含有(a)醇胺、(b)溶剂、(c)水、(d)酚类、(e)炔醇类乙氧基化合物、(f)肼及其衍生物、(g)多元醇。这种低蚀刻性的去除光阻蚀刻残留物的清洗液能够快速的去除经过硬烤、干法刻蚀、灰化和等离子注入引起复杂化学变化后交联硬化的光刻胶，并且在能够去除金属线、通孔和金属垫晶圆上的光阻残留物的同时对于基材基本没有攻击，如金属铝、金属铜、非金属二氧化硅等。本发明专利技术的清洗液在半导体晶片清洗等领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了光阻残留物清洗液，尤其涉及一种不含有羟胺和氟化物的清洗液。
技术介绍
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。通常，在半导体器件的制程中使用几十次光刻工艺，由于等离子蚀刻气体的离子和自由基引起与光刻胶的复杂化学反应，光刻胶迅速与无机物的交联硬化，使得光阻层变得不易溶解从而更难于除去。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/干燥。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，用得最多的清洗液是含有羟胺类和含氟类的清洗液，羟胺类清洗液的典型专利有US6319885、US5672577、US6030932、US6825156、US5419779和US6777380B2等。经过不断改进，其溶液本身对金属铝的腐蚀速率已经大幅降低，但该类清洗液由于使用羟胺，而羟胺存在来源单一、易爆炸等问题。而现存的氟化物类清洗液虽然有了较大的改进，如US5,972,862、US6,828,289等，但仍然存在不能很好地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；另一方面由于一些半导体企业中湿法清洗设备是由石英制成，而含氟的清洗液对石英有腐蚀并随温度的升高而腐蚀加剧，故存在与现有石英设备不兼容的问题而影响其广泛使用。尽管上述两类清洗液已经相对比较成功地应用于半导体工业，但是由于其各自的限制和缺点，业界还是开发出了第三类的清洗液，这类清洗液既不含有羟胺也不含有氟化物。如US5981454A公开了含有有机酸和醇胺的PH在3.5-7的酸性清洗液，该清洗液很高能够去除金属层和导电介质层的光刻胶。如US6103680A公开了含有低烷基链羟基肼、水、羧酸化合物和水溶性有机溶剂的清洗液，该清洗液对金属基本无腐蚀并且能够有效的去除经过等离子体刻蚀后的残留物。这类既不含有羟胺也不含有氟化物的清洗液既解决了羟胺的来源单一和安全环保方面的问题，又解决了含氟类清洗液非金属腐蚀速率不稳定的问题。但是这类清洗液往往在使用过程中存在很大的局限性。因此尽管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适应面更广的该类清洗液。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种能够去除晶圆上的光阻残留物的低成本半导体晶圆清洗液，其不含有羟胺和氟化物；对金属和非金属的腐蚀速率较小；并与石英设备兼容。本专利技术的一方面在于提供一种光阻残留物清洗液，该清洗液含有醇胺，溶剂，水，酚类，炔醇类乙氧基化合物，多元醇，肼及其衍生物。即该光阻残留物清洗液至少包括如下组分：i.醇胺ii.溶剂iii.水iv.酚类v.炔醇类乙氧基化合物vi.多元醇vii.肼及其衍生物。且，其中，前述醇胺较佳的为脂肪族的醇胺，更佳的为单乙醇胺、N‐甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、N,N‐二甲基基乙醇胺、N‐(2‐氨基乙基)乙醇胺和二甘醇胺中的一种或几种。浓度较佳的为10％‐70％，优选10‐60％。且，其中，前述溶剂为本领域常规的溶剂，较佳的选自亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、醚和酰胺中的一种或多种。其中，所述的亚砜较佳的为二甲基亚砜；所述的砜较佳的为环丁砜；所述的咪唑烷酮较佳的为1，3‐二甲基‐2‐咪唑烷酮；所述的吡咯烷酮较佳的为N‐甲基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮较佳的为1，3‐二甲基‐2‐咪唑啉酮(DMI)；所述的醚较佳的为二丙二醇甲醚；所述的酰胺较佳的为N,N‐二甲基乙酰胺。浓度较佳的为10％‐60％优选10％‐50％。且，其中，前述酚类较佳的为多元酚，更佳的为邻苯二酚、对苯二酚、间苯二酚、联苯三酚、5‐甲氧基邻苯三酚、5‐叔丁基邻苯三酚、5‐羟甲基邻苯三酚中的一种或几种。浓度较佳的为0.1‐10％；优选0.5‐5％。且，其中，前述肼及其衍生物较佳的为水合肼、苯甲酰肼、2‐羟乙基肼、碳酰肼、水杨酰肼、草酰二肼、丁二酸二酰肼、丙二酰肼中的一种或几种。浓度较佳的为0.05‐10％，优选0.1‐5％。且，其中，前述多元醇较佳的为烷基多元醇，更佳的为丙三醇、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、2‐羟基甲烷‐2‐甲基‐1，3丙二醇中的一种或几种。浓度较佳的为0.05‐10％，优选0.1‐5％。且，其中，前述炔醇类乙氧基化合物优选丙炔醇乙氧基化合物、丁炔二醇乙氧基化合物、2,4,7,9‐四甲基‐5‐癸炔‐4,7‐二醇乙氧基化物中的一种或几种。浓度较佳的为0.05‐5％，优选0.1‐3％。且，其中，前述水浓度较佳的为小于40％，优选5‐35％。水优选地可为去离子水，蒸馏水，超纯水，或通过其手段去除杂质离子的水。上述含量均为质量百分比含量；这种去除光刻胶残留物的清洗液不含有研磨颗粒，羟胺、氟化物及氧化剂。本专利技术中的清洗液，可以在50℃至80℃下清洗晶圆上的光阻残留物。具体方法如下：将含有光阻残留物的晶圆浸入本专利技术中的清洗液中，在50℃至80℃下浸泡合适的时间后，取出漂洗后用高纯氮气吹干。本专利技术的技术效果在于：1)本专利技术的清洗液通过酚类、多元醇、肼及其衍生物、炔醇类乙氧基化合物的有效组合，可在有效地去除金属线(metal)、通孔(via)和金属垫(Pad)晶圆上的光阻残留物同时，实现对金属铝和非金属腐蚀的抑制。2)本专利技术的清洗液解决了传统羟胺类清洗液中羟胺来源单一、价格昂贵、易爆炸等问题；3)本专利技术的清洗液由于其非金属腐蚀速率较低；解决了传统氟类清洗液非金属腐蚀速率不稳定的问题，并与目前半导体厂商普遍使用的石英清洗槽兼容。具体实施方式下面通过具体实施例进一步阐述本专利技术的优点，但本专利技术的保护范围不仅仅局限于下述实施例。本专利技术所用试剂及原料均市售可得。本专利技术的清洗液由上述成分简单均匀混合即可制得。表1实施例及对比例清洗液的组分和含量效果实施例为了进一步考察该类清洗液的清洗情况，本专利技术采用了如下技术手段：即将含有光阻残留物的金属线(metal)晶圆、通孔(via)晶圆和金属垫(Pad本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光阻残留物清洗液，所述清洗液含有醇胺，溶剂，水，酚类，炔醇类乙氧基化合物，多元醇，肼及其衍生物，且所述清洗液不含有氟化物和/或羟胺。

【技术特征摘要】
1.一种光阻残留物清洗液，所述清洗液含有醇胺，溶剂，水，酚类，炔醇
类乙氧基化合物，多元醇，肼及其衍生物，且所述清洗液不含有氟化物和/
或羟胺。
2.如权利要求1所述的清洗液，其中，所述醇胺为脂肪族的醇胺。
3.如权利要求2所述的清洗液，其中所述醇胺选自单乙醇胺、N-甲基乙醇
胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、N,N-二甲基基乙醇胺、N-(2-氨基乙
基)乙醇胺和二甘醇胺中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的清洗液，其中，所述醇胺浓度为质量百分比
10％-70％。
5.如权利要求4所述的清洗液，其中，所述醇胺浓度为质量百分比10-60％。
6.如权利要求1所述的清洗液，其中，所述溶剂选自亚砜、砜、咪唑烷酮、
吡咯烷酮、咪唑啉酮、醚和酰胺中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的清洗液，其中，所述的亚砜为二甲基亚砜；所述的
砜为环丁砜；所述的咪唑烷酮为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；所述的咪唑啉酮为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述
的醚为二丙二醇甲醚；所述的酰胺为N,N-二甲基乙酰胺。
8.如权利要求1所述的清洗液，其中，所述溶剂浓度为质量百分比
10％-60％。
9.如权利要求8所述的清洗液，其中，所述溶剂浓度为质量百分比
10％-50％。
10.如权利要求1所述的清洗液，其中，所述酚类为多元酚。
11.如权利要求10所述的清洗液，其中，所述酚类为邻苯二酚、对苯二酚、
间苯二酚、联苯三酚、5-甲氧基邻苯三酚、5-叔丁基邻苯三酚、5-羟甲基
邻苯三酚中的一种或几种。
12.如权利要求1所述的清洗液，其中，所述酚类浓度为质量百分比
0.1-10％。
13.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑玢，刘兵，孙广胜，黄达辉，
申请(专利权)人：安集微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31