一种含氟等离子刻蚀残留物清洗液制造技术

本发明专利技术公开了一种含氟等离子刻蚀残留物清洗液，其含有溶剂、水、氟化物、鳌合剂和聚丙烯酸类表面活性剂。本发明专利技术的含氟等离子刻蚀残留物清洗液在半导体晶片清洗中，能够有效清除晶圆刻蚀灰化后的残留物，并能有效的抑制对ＴｉＮ／Ｔｉ／ＴｉＮ这种三明治结构中Ｔｉ的腐蚀，提高了清洗的窗口，同时有效的控制金属和非金属的腐蚀速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体晶片清洗工艺中的清洗液，具体的涉及一种含氟等离子刻 蚀残留物清洗液。
技术介绍
在通常的半导体制造工艺中，首先在二氧化硅、Al (铝)等金属以及低k材料等表 面上形成光刻胶的涂层，利用适当的掩模进行曝光、显影，根据所用光刻胶的特性，除去曝 光或者未曝光部分的光刻胶，在所要求的部位形成光刻胶图案，然后在该光刻胶图案上进 行等离子刻蚀或反应性气体刻蚀，进行图形转移；然后用清洗液对蚀刻灰化的残留物进行清洗。现有技术中典型的等离子刻蚀残留物清洗液有以下几种胺类清洗液，半水性胺 基(非羟胺类)清洗液以及氟化物类清洗液。其中前两类清洗液需要在高温下清洗，一般 在60°C到80°C之间，这类清洗液目前主要是有EKC和ACT两家公司开发，并占有较大的市 场。其典型的专利有 US6319885、US5672577、US6030932、US6825156 和 US5419779 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，但该类清洗液由于其在水中 漂洗时金属铝的腐蚀速率较高，在清洗完等离子蚀刻残留物后，常采用溶剂漂洗。所用的溶 剂主要有异丙醇和N-甲基吡咯烷酮。前者由于闪点比较低、易挥发，在一些半导体制造公 司已经逐步被淘汰；而后者虽然闪点比较高、不易挥发，很多半导体制造公司一直在使用； 但是随着环保意识增强和成本压力加大，越来越多的公司希望能用去离子水直接漂洗，而 不造成金属的腐蚀。而现存的氟化物类清洗液虽然能在较低的温度(室温到50°C )下进 行清洗，然后用去离子水漂洗，但仍然存在着各种各样的缺点，例如不能同时控制金属和非 金属基材的腐蚀，清洗后容易造成通道特征尺寸的改变，从而改变半导体结构；另一方面由 于其漂洗时较大的金属蚀刻速率，清洗操作窗口比较小等。US 6，828，289公开的清洗液组 合物包括酸性缓冲液、有机极性溶剂、含氟物质和水，且PH值在3 7之间，其中的酸性缓 冲液由有机羧酸或多元酸与所对应的铵盐组成，组成比例为10 1至1 10之间。如US 5，698，503公开了含氟清洗液，但大量使用乙二醇，其清洗液的粘度与表面张力都很大，从 而影响清洗效果。如US 5，972，862公开了含氟物质的清洗组合物，其包括含氟物质、无机 或有机酸、季铵盐和有机极性溶剂，pH为7 11，由于其清洗效果不是很稳定，存在多样的 问题。此外，现有的含氟清洗液针对某些特殊结构会产生攻击，例如TiN/Ti/TiN这种三明 治结构，在用含氟溶液对其进行清洗时，Ti腐蚀速率很大，导致清洗窗口变小。因此尽管已经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一类 更合适的清洗组合物或体系，适应新的清洗要求，比如环境更为友善、低缺陷水平、低刻蚀 率以及较大操作窗口。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服在半导体晶片清洗中，现有的含氟类等离子刻蚀残留物清洗液不能同时控制金属和非金属基材的腐蚀，在漂洗时有较大的金属蚀刻 速率，清洗操作窗口比较小，清洗效果不稳定，以及在清洗时对TiN/Ti/TiN中的Ti产生腐 蚀的缺陷，而提供了一种含氟等离子刻蚀残留物清洗液。本专利技术的含氟等离子刻蚀残留物 清洗液能有效清除晶圆刻蚀灰化后的残留物，并能有效的抑制对TiN/Ti/TiN这种三明治 结构中Ti的腐蚀，清洗的窗口较高，同时可以有效的控制金属和非金属的腐蚀速率。本专利技术涉及一种含氟等离子刻蚀残留物清洗液，其含有溶剂、水、氟化物、鳌合剂 和聚丙烯酸类表面活性剂。其中，所述的聚丙烯酸类表面活性剂的聚合单体中至少有一个单体为如下所示的O结构其中R为氢、醇胺基或烷氧羰基，波浪线表示此位置被氢或取代基取wTUW*，I代。所述的聚丙烯酸类表面活性剂较佳的为聚丙烯酸、聚合单体中含丙烯酸的共聚物、聚 甲基丙烯酸、聚合单体中含甲基丙烯酸的共聚物、聚丙烯酸的醇胺盐、聚甲基丙烯酸的醇胺 盐、聚氧乙烯改性的聚丙烯酸、聚氧乙烯改性的聚合单体中含丙烯酸的共聚物、聚氧乙烯改 性的聚合单体中含甲基丙烯酸的共聚物、聚氧乙烯改性的聚丙烯酸与醇形成的酯、聚氧乙 烯改性的聚丙烯酸的醇胺盐、聚氧乙烯改性的聚甲基丙烯酸、聚氧乙烯改性的聚甲基丙烯 酸与醇形成的酯、和聚氧乙烯改性的聚甲基丙烯酸的醇胺盐中的一种或多种；更佳的选自聚丙烯酸、聚合单体中含丙烯酸的共聚物、聚丙烯酸的醇胺盐、聚氧乙 烯改性的聚丙烯酸、聚氧乙烯改性的聚合单体中含丙烯酸的共聚物、聚氧乙烯改性的聚合 单体中含甲基丙烯酸的共聚物、聚氧乙烯改性的聚丙烯酸的醇胺盐、聚氧乙烯改性的聚甲 基丙烯酸、和聚氧乙烯改性的聚甲基丙烯酸的醇胺盐中的一种或多种。本专利技术中，所述的聚合单体中含丙烯酸的共聚物(包括聚氧乙烯改性前的聚合单 体中含丙烯酸的共聚物)优选马来酸酐与丙烯酸的共聚物；所述的聚合单体中含甲基丙烯 酸的共聚物(包括聚氧乙烯改性前的聚合单体中含甲基丙烯酸的共聚物)优选马来酸酐与 甲基丙烯酸的共聚物；所述的醇胺较佳的为C1 (8烷基醇胺，优选乙醇胺、二乙醇胺和三乙 醇胺中的一种或多种；所述的醇较佳的为C1 C6烷基醇，优选甲醇和/或乙醇。所述的聚丙烯酸类表面活性剂的数均分子量较佳的为500 100000，更佳的为 1000 50000 ；其含量较佳的为质量百分比0. 0001 3% ；更佳的为0. 001 1%。所述的聚丙烯酸类表面活性剂也可以作为缓蚀剂，其对金属如铝的腐蚀表现出极 强的抑制作用。本专利技术中，所述的溶剂可为本领域清洗液中的常规溶剂，较佳的选自亚砜、砜、咪 唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、醇、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-甲基吡咯烷酮和/或羟乙基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮较 佳的为1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)；所述的酰胺较佳的为二甲基甲酰胺和/或二甲基 乙酰胺；所述的醇较佳的为丙二醇和/或二乙二醇；所述的醚较佳的为丙二醇单甲醚、二丙 二醇单乙醚和二丙二醇单甲醚中的一种或多种。所述的溶剂的含量较佳的为质量百分比 20 70%，更佳的为25% -70%。本专利技术中，所述的水的含量较佳的为质量百分比15 60%。本专利技术所述的氟化物可为本领域清洗液中的常规的氟化物，较佳的为氟化氢和/ 或氟化氢与碱形成的盐。该碱可以是氨水、季胺氢氧化物或醇胺；更佳的，所述的氟化物为 氟化氢(HF)、氟化铵(NH4F)、氟化氢铵(NH4HF2)、四甲基氟化铵(N(CH3)4F)和三羟乙基氟化 铵(N(CH2OH)3HF)中的一种或多种；所述的氟化物的含量较佳的为质量百分比0. 2 20%; 更佳的为0. 8 15. 8%。本专利技术所述的螯合剂可为本领域清洗液中的常规的螯合剂，优选醇胺、多氨基有 机胺和氨基酸中的一种或多种，更佳的为两种或三种；所述的醇胺较佳的为乙醇胺、二乙醇 胺和三乙醇胺的一种或多种，优选三乙醇胺；所述的多氨基有机胺较佳的为二乙烯三胺、五 甲基二乙烯三胺和多乙烯多胺中的一种或多种，优选五甲基二乙烯三胺；所述的氨基酸较 佳的为2-氨基乙酸、2-氨基苯甲酸、亚氨基二乙酸、氨三乙酸和乙二胺四乙酸中的一种或 多种，优选亚氨基二乙酸；所述的螯合剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氟等离子刻蚀残留物清洗液，其特征在于：其含有溶剂、水、氟化物、鳌合剂和聚丙烯酸类表面活性剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于昊，彭洪修，刘兵，
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：31[中国|上海]