一种半导体晶圆干刻后清洗工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体晶圆干刻后清洗工艺，半导体晶圆包括裸露的铝结构层；包括以下步骤：S1：清洗剂A预清洗晶圆的干刻有机残留物，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；S2：用主要组成为氟离子源的清洗剂B清洗去除晶圆的牺牲层，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；S3：超纯水清洗晶圆，干燥晶圆；按质量百分比计，清洗剂A的主要组成为30～60%的硫酸、22~53%的有机溶剂、15～25%的水和0.01～0.8%的第一复配缓蚀剂，第一复配缓蚀剂的主要组成为氨基酸类缓蚀剂、巯基杂环化合物和无机酸缓蚀剂。本发明专利技术半导体晶圆干刻后清洗工艺充分去除干刻残留和牺牲层并将对铝结构层的腐蚀维持在较低程度。蚀维持在较低程度。蚀维持在较低程度。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体晶圆干刻后清洗工艺


[0001]本专利技术涉及电子化学品
，具体涉及一种半导体晶圆干刻后清洗工艺。

技术介绍

[0002]半导体制程中，悬浮器件需要借助牺牲层得以实现，现有技术中提升层夹设于结构层之间，因此清洗除去牺牲层需要选择对结构层材质蚀刻率低的体系。干式蚀刻被广泛用于侵蚀基底的光刻胶一未保护区域，来形成通孔、沟槽、接触孔。等离子蚀刻所使用的反应气体多半是含氟气体，如CF4或者CHF3，光刻胶、蚀刻气体和蚀刻掉的材料副产物沉积形成干刻有机残留物，残留于基底的蚀刻开口侧壁、侧壁周围、晶片表面的深孔中。铝结构层的主要材质为铝，还包括硅、铜等掺杂元素，如附图1所示的基板结构中，牺牲层包覆于铝结构层局部外周侧面，铝层上方还设置有钨层(或钛钨层)、金(或铂)层，基板清洗过程中铝层层内形成原电池，同时铝层与其他金属层容易形成原电池，均加速铝层的腐蚀。
[0003]CN101462691A中公开了湿法刻蚀牺牲层的腐蚀液为pH值3
‑
4.5的缓冲溶液，缓冲溶液为包括氟化氢和氟化铵的混合溶液、氟化氢的水溶液，但缓冲溶液的腐蚀过程伴随铝结构层的腐蚀，不利于保持结构层预定的形状。如何有效地去除牺牲层SiO2，并且使裸露的以及包覆于牺牲层之间的结构层腐蚀降至最低，是电子化学品领域技术人员亟待解决的主要技术问题之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种半导体晶圆干刻后清洗工艺，通过优选清洗剂的组成，降低对铝结构层的腐蚀，有效清洗干刻残留和牺牲层。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种半导体晶圆干刻后清洗工艺，所述半导体晶圆包括裸露的铝结构层；包括以下步骤：
[0006]S1：清洗剂A预清洗晶圆的干刻有机残留物，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；
[0007]S2：用主要组成为氟离子源的清洗剂B清洗去除晶圆的牺牲层，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；
[0008]S3：超纯水清洗晶圆，干燥晶圆；
[0009]按质量百分比计，所述清洗剂A的主要组成为30～60％的硫酸、22～53％的有机溶剂、15～25％的水和0.01～0.8％的第一复配缓蚀剂，所述第一复配缓蚀剂的主要组成为氨基酸类缓蚀剂、巯基杂环化合物和无机酸缓蚀剂。
[0010]更进一步的，清洗剂A的主要组成为30～45％的硫酸、33～43％的水溶性有机溶剂、15～25％的水和0.01～0.8％的第一复配缓蚀剂。
[0011]优选的技术方案为，所述第一复配缓蚀剂的清洗温度为20～30℃。
[0012]优选的技术方案为，所述第一复配缓蚀剂中氨基酸类缓蚀剂、含巯基杂环化合物和无机酸缓蚀剂的质量比为1∶(0.9～3.5)∶(0.1～0.5)。
[0013]优选的技术方案为，所述氨基酸类缓蚀剂为选自L
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赖氨酸和谷氨酸中的至少一种；含巯基杂环化合物为8
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巯基腺苷；所述无机酸缓蚀剂为选自钼酸、钨酸、硅酸中的至少一种。
[0014]优选的技术方案为，所述清洗剂A的有机溶剂由A组分和B组分混合而成；A组分为醇醚，B组分为选自醇、N，N
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二甲基丙烯基脲、亚砜中的至少一种，A组分和B组分的质量比为1∶(1～5)。，更优选的，A组分和B组分的质量比为1∶(1～1.5)。
[0015]优选的技术方案为，所述晶圆还包括牺牲层包覆的铝结构层；按质量百分比计，所述清洗剂B的主要组成为20～50％的氟离子源、20～45％的水、20～50％的有机溶剂和0.01～1.5％的第二复配缓蚀剂。更优选的，清洗剂B的主要组成为20～30％的氟离子源、32～40％的水、30～40％的有机溶剂和0.01～1.5％的第二复配缓蚀剂。
[0016]优选的技术方案为，所述氟离子源由氟化铵和氟化氢组成；所述清洗剂B中氟化铵和氟化氢的质量比为(3～10)∶1。进一步的质量比为(4.5～6.5)∶1。
[0017]优选的技术方案为，所述第二复配缓蚀剂中氨基酸类缓蚀剂、天然多糖类缓蚀剂和无机酸缓蚀剂的质量比为1∶(0.9～3.5)∶(0.1～0.5)。
[0018]优选的技术方案为，所述清洗剂B中还包括非离子表面活性剂的至少一种。
[0019]优选的技术方案为，所述清洗剂B的清洗温度为20～30℃。
[0020]本专利技术的优点和有益效果在于：
[0021]本专利技术半导体晶圆干刻后清洗工艺通过改进清洗液A的配比和进一步的BOE清洗，实现对干刻有机物残留完全清洗和牺牲层充分去除的同时，减小清洗体系对裸露的铝结构层以及牺牲层包覆的铝结构层的腐蚀，有利于保持铝结构层及其上层金属结构的预定形状，提高BOE步骤良率。
附图说明
[0022]图1是基板的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0023]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。
[0024]清洗剂A和B的有机溶剂
[0025]有机溶剂与水混溶形成均一的清洗剂，有机溶剂含量增加，相应降低两种清洗剂中的水含量，降低清洗剂对铝结构层的腐蚀速率。清洗剂A中的有机溶剂与硫酸共混，需要具备较强的酸稳定性，由A组分和B组分混合而成；A组分为醇醚，B组分为选自醇、N，N
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二甲基丙烯基脲、亚砜中的至少一种，醇醚可选乙二醇单甲醚，乙二醇单乙醚，乙二醇单丁醚，丙二醇甲醚，三乙二醇醚，乙烯基乙醚，二乙二醇单甲醚，二乙二醇单乙醚，二乙二醇单丁醚；醇可选乙二醇，1，2
‑
丙二醇，1，3
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丁二醇，1，4
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丁二醇，聚乙二醇；亚砜通常选择二甲亚砜。
[0026]复配缓蚀剂
[0027]第一复配缓蚀剂的主要组成为氨基酸类缓蚀剂、巯基杂环化合物和无机酸缓蚀剂；第二复配缓蚀剂的主要组成为氨基酸类缓蚀剂、天然多糖和无机酸缓蚀剂。
[0028]氨基酸类缓蚀剂均为对铝具有缓蚀性能的缓蚀剂，可选L
‑
赖氨酸、L
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亮氨酸、谷氨
胺、L
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丙氨酸、L
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异亮氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸、草氨酸、L
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半酰胺酸的至少一种，巯基杂环化合物可选二巯基噻二唑、巯基苯并噻唑、巯基苯并咪唑、1
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苯基
‑5‑
巯基
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四氮唑、8
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巯基腺苷、8
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巯基腺嘌呤中的至少一种，无机酸缓蚀剂可选钼酸、钨酸、硅酸中的至少一种，作为清洗剂A复配组分优选谷氨酸、8
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巯基腺苷和选自钼酸、钨酸中的至少一种。
[0029]清洗剂B中天然多糖缓蚀剂可选水溶性羧甲基壳聚糖，山梨醇，木糖醇，透明质酸，肌醇，作为清洗剂B复配组分优选L
‑
赖氨酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶圆干刻后清洗工艺，其特征在于，所述半导体晶圆包括裸露的铝结构层；包括以下步骤：S1：清洗剂A预清洗晶圆的干刻有机残留物，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；S2：用主要组成为氟离子源的清洗剂B清洗去除晶圆的牺牲层，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；S3：超纯水清洗晶圆，干燥晶圆；按质量百分比计，所述清洗剂A的主要组成为30～60%的硫酸、22~ 53%的有机溶剂、15～25%的水和0.01～0.8%的第一复配缓蚀剂，所述第一复配缓蚀剂的主要组成为氨基酸类缓蚀剂、巯基杂环化合物和无机酸缓蚀剂。2.根据权利要求1所述的半导体晶圆干刻后清洗工艺，其特征在于，所述第一复配缓蚀剂的清洗温度为 20～30 ℃。3.根据权利要求1所述的半导体晶圆干刻后清洗工艺，其特征在于，所述第一复配缓蚀剂中氨基酸类缓蚀剂、含巯基杂环化合物和无机酸缓蚀剂的质量比为1：（0.9~3.5）：（0.1~0.5）。4.根据权利要求1或3所述的半导体晶圆干刻后清洗工艺，其特征在于，所述氨基酸类缓蚀剂为选自L
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赖氨酸和谷氨酸中的至少一种；所述含巯基杂环化合物为8
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巯基腺苷；所述无机酸缓蚀剂为选自钼酸、钨酸、硅酸中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，承明忠，符佳立，
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：