[发明专利]用于去除抗光蚀剂和蚀刻残留物的含有氟化物的酸性组合物

说明书

                    发明背景

本申请涉及低表面张力、低粘性的含有氟化物和有机极性溶剂的酸性水基组合物，其用于去除抗光蚀剂和有机和无机蚀刻或灰烬残留物，和涉及用于去除抗光蚀剂和蚀刻或灰烬残留物的方法。更具体地说，本发明涉及被缓冲的具有pH值约3-6的组合物和其在室温或以上温度下操作的工艺中，用于去除抗光蚀剂和蚀刻残留物的用途。本发明组合物一般不含有二元醇，特别是亚烷基二醇和聚氧亚烷基二醇。在制备半导体和半导体微电路中，通常需要用有机聚合材料涂覆基片材料。一些基片材料的例子包括铝、钛、铜、二氧化硅涂覆的硅晶片，其任选地含有铝、钛或铜金属等成份。一般，有机聚合材料是抗光蚀剂材料。这种材料当铺展暴露于光后将形成蚀刻膜。在后续的加工步骤中，这种有机聚合材料(抗光蚀剂)必须从基片的表面除去。从基片除去抗光蚀剂的一种普通方法是采用湿化学方法。被配制的用于从基片除去抗光蚀剂的湿化学组合物必须不侵蚀、溶解或钝化任何金属电路的表面；化学改变无机基片；或破坏其基片。除去抗光蚀剂的另一种方法是采用干粉法，其中采用应用氧或形成气体(氢气)的等离子体灰烬来除去抗光蚀剂。在许多情况下，等离子体灰烬法留下了残留物或副产物。残留物或副产品可以是抗光蚀剂本身或抗光蚀剂、底层基片和蚀刻气体的混合物。这些残留物或副产物通常指的是侧壁的聚合物、遮蔽物或栅栏物。

湿化学法除去抗光蚀剂和有机和无机蚀刻残留物所使用的各种组合物是现有技术已知的。US5,698,503公开了一种去除抗光蚀剂和残留物的组合物，其含有多元醇、氟化铵、有机极性溶剂、水和酸性缓冲化合物，并且乙酸的用量足以使pH大于约4和小于7。该专利公开了丙二醇和聚氧亚烷基二醇作为多元醇，各组份例如二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和γ-丁内酯作为极性溶剂。US5676760公开了用氯化铵、乙酸铵、氟化铵、硝酸铵、溴化铵、碘化铵、硫酸铵、草酸铵、碳酸铵、柠檬酸铵、HCl、或氨和其与去离子水的混合物的电解质溶液处理半导体基片。US5,571,447公开了去除抗光蚀剂和残留物的组合物，其含有多元醇、氟硼酸、含氟的化合物和极性溶剂。组合物的pH低于5。该发明公开了丙二醇和聚氧亚烷基二醇作为多元醇，极性溶剂优选水和/或二甲基亚砜。US5,320,709公开了一种方法，其能选择去除有机金属残留物、天然氧化硅或在将基片与溶解在多元醇中的氟化铵盐的基本上无水的组合物接触的加工过程中产生的受损氧化硅。该专利仅公开了二元醇作为多元醇的例子。

诸如以上描述的那些组合物表现出多种缺陷。含有DMSO和氟化物(例如氟化铵，HF等)的溶剂混合物使用户的健康冒有危险，这是由于DMSO具有将溶解的物质通过皮肤传递的能力。含有二元醇和氟化物的这些溶剂组合物具有高的表面张力(＞40mN/m)和高粘性(＞40cps)，引起基片润湿、喷溅或整体分布的困难。此外，含有氟化物的许多已知组合物在室温和高温下不能有效地除去抗光蚀剂，表现出不可接受的高氧化和金属蚀刻速度。这些组合物不能以接触或连接量使用，这是由于它们有高氧化物蚀刻速度并损失了关键的对模板的控制。本发明的目的是提供对人类和环境表现出少的毒性的组合物；提供了更大和更有效的灵活应用；使敏感金属例如铝、铜、钛等的腐蚀减至最少；并能在较低温度下除去抗光蚀剂和残留物。

                    发明概述

本发明组合物是pH为约3-6的水基缓冲液，其含有有机极性溶剂、氟化物、酸性缓冲溶液和水。在本发明组合物中不存在二元醇，DMSO不是优选的溶剂，因为在其与本发明含氟化物的组合物结合使用下，伴随着对健康的危害。本发明组合物任选地包括腐蚀抑制剂。本发明组合物用于去除在加工基片过程中形成的抗光蚀剂和/或灰烬或蚀刻残留物，所述基片用于生产半导体和微电子器件。使用本发明组合物的去除方法是通过将在表面上具有抗光蚀剂和/或蚀刻或灰烬残留物的基片与本发明组合物接触进行的。该方法的实际条件取决于基片的类型和被除去的物质等。除去抗光蚀剂和/或蚀刻或灰烬残留物的一般方法由以下步骤组成：在至少室温的温度下，将基片与本发明的组合物接触；将基片与组合物间的接触保持预定的时间；用水冲洗；和用惰性气体干燥。

                  发明详述