[发明专利]用于清除蚀刻后和灰化的光致抗蚀剂残余物及大部分光致抗蚀剂的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及清除蚀刻后(post-etch)和/或光致抗蚀剂灰化残余物的方法和用于清洁微电子基板(尤其是含有微电子成分的铝和钛)的清洁组合物。当用于清洁此微电子基板及随后的水洗时，本发明的组合物提高了的对金属的保护，即抑制腐蚀。

背景技术

在微电子领域，已经建议使用许多光致抗蚀剂剥离剂和残余物清洁剂作为生产线下游或后端的清洁剂。在生产过程中，光致抗蚀剂的薄膜沉积在基板物质上，然后在薄膜上成像电路图案。烘焙后，用光致抗蚀剂展开剂清除暴露的抗蚀剂。然后，经过等离子蚀刻气体或化学蚀刻溶液，将所得图案转印到下层物质，所述下层物质一般为电介质或金属。蚀刻气体或化学蚀刻溶液选择性地蚀刻基板未被光致抗蚀剂保护的区域。离子蚀刻方法的结果是，在基板和光致抗蚀剂的蚀刻口(通路)的边上和周围沉积了光致抗蚀剂和蚀刻材料副产物作为残余物。

另外，蚀刻步骤中止后，必须将抗蚀剂掩模从基板被保护的区域清除使下步操作能够进行。这可以通过使用合适的离子灰化气体或湿化学剥离剂在离子灰化步骤中完成。找到一种用于清除这些抗蚀剂掩模材料而对金属电路无不良影响(如腐蚀、蚀刻或钝化)的适合的组合物已经证实是有问题的。

随着微电子制造的集成水平提高，和图案化的微电子仪器的尺寸的降低，提供合适的光致抗蚀剂剥离剂和清洁组合物已经变得越来越困难，所述光致抗蚀剂剥离剂和清洁组合物提供合适的剥离和清洁性质而不产生其他不利影响。在半导体和平板显示器领域，在光致抗蚀剂剥离、残余物清除和水洗期间，金属腐蚀问题是严重的缺点，尤其是使用选自如铝、钛和钨的金属和合金时。

用于微电子应用的一般残余物清除剂可以是含碱性的组合物，所述组合物包括与有机胺或羟胺或其他一般在有机溶剂或其他溶剂化物中的强碱混合的极性有机溶剂，以减少对金属和电介质的攻击或腐蚀。已经表明胺、羟胺和其他强碱增加了去除溶剂混合物中的光致抗蚀剂和残余物的效力。然而，此碱性灰化残余物的去除制剂从空气中吸收二氧化碳，此吸收在大多数情况下缩短清洁剂溶液的有效洗涤时间。而且，这些碱性清洁剂组合物反应相对较慢，并要求基板在升高的温度下保持在清洁剂溶液中很长时间。而且，在去除剂之后的水漂洗可以产生强碱水溶液，且此强碱水溶液可以导致相当程度的金属从压花线上的损失，尤其是对碱性水溶液腐蚀非常敏感的铝。媒介洗涤(一般与异丙醇)增加了不希望的时间、安全因素、环境后果及操作步骤的成本。

因此，有了对用于光致抗蚀剂和残余物的剥离和清洁组合物的需要，使能够完全清除来自微电子基板的蚀刻和/或灰化残余物，以及大块光致抗蚀剂，尤其是对这样不产生任何明显的金属腐蚀的清洁剂和残余物清除组合物的需要。

发明概述

本发明提供了用于清洁微电子基板的清洁组合物，所述组合物能够基本上完全清洁此基板，并抑制金属腐蚀或使这些基板的金属元素基本上无腐蚀，且与现有技术含碱性的清洁组合物相比需要相对短的清洁时间和相对低的温度。本发明还提供了使用此清洁组合物清洁微电子基板而不产生任何此微电子基板金属元素的明显腐蚀的方法。本发明的清洁组合物包括(a)至少一种水溶性或可与水混合的有机溶剂，(b)至少一种未中和的含磷的无机酸，和(c)水。任选地本发明的清洁组合物可以含有其他成分，如表面活性剂、金属配合或螯合剂、腐蚀抑制剂等。本发明的清洁组合物的特征为不含有机胺、羟胺或其他会中和含磷的无机酸成分的强碱。本发明清洁和去除残余物的组合物尤其适合于清洁含有铝、钛和钨的微电子基板。

发明详述及优选实施方案

本发明提供了用于清洁微电子基板的清洁组合物，所述组合物能够基本上完全清洁此基板，并抑制金属腐蚀或使这些基板的金属元素基本上无腐蚀。本发明还提供了使用此清洁组合物清洁微电子基板而不产生任何此微电子基板金属元素的明显腐蚀的方法。本发明的清洁组合物包括(a)至少一种有机溶剂，(b)至少一种未中和的含磷的无机酸，和(c)水。