[发明专利]一种等离子刻蚀残留物清洗液

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造工艺中的清洗液，具体涉及一种等离子刻蚀残留物清洗液。

背景技术

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。在掺杂步骤中离子轰击会硬化光阻层聚合物，因此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/去离子水漂洗。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。

现有技术中典型的清洗液有以下几种：胺类清洗液，半水性胺基(非羟胺类)清洗液以及氟类清洗液。其中前两类清洗液需要在高温下清洗，一般在60℃到80℃之间，存在对金属的腐蚀速率较大的问题；而现存的氟类清洗液虽然能在较低的温度(室温到50℃)下进行清洗，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；另一方面由于其较大蚀刻速率，清洗操作窗口比较小等。专利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、氟化物和水，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。如专利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。如专利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。

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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服在半导体制造工艺中的清洗过程中，传统的胺类清洗液和半水性胺基清洗液需要在高温下清洗而对金属的腐蚀率较大，现存的含氟类清洗液清洗后又容易造成通道特征尺寸的改变并且清洗操作窗口比较小，而提供了一种安全、健康和有效的等离子刻蚀残留物清洗液。

本发明公开了一种等离子刻蚀残留物清洗液，其含有溶剂、水、氟化物和螯合剂，其还含有羟基叔胺和羟基伯胺。

其中，所述的羟基叔胺的重量百分比较佳的为0.1％～20％；所述的羟基伯胺的重量百分比较佳的为0.01％～5％，更佳的为0.1％～1％；所述的溶剂的重量百分比较佳的为30％～75％；所述的水的重量百分比较佳的为15％～65％；所述的氟化物的重量百分比较佳的为0.1％～20％；所述的螯合剂的重量百分比较佳的为0.1％～20％，更佳的为1％～10％。

本发明中，所述的羟基叔胺较佳的为N，N-二甲基乙醇胺、N，N-甲基乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或多种，优选三乙醇胺；所述的羟基伯胺较佳的为单乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺和二甘醇胺中的一种或多种，优选单乙醇胺。

本发明中，所述的溶剂可为本领域等离子刻蚀残留物清洗液中常用溶剂，较佳的为亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醚中的一种或多种。

其中，所述的亚砜优选为二甲基亚砜、二乙基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种；所述的砜优选为甲基砜、乙基砜和环丁砜中的一种或多种；所述的咪唑烷酮优选为2-咪唑烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮和1，3-二乙基-2-咪唑烷酮中的一种或多种；所述的吡咯烷酮优选为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮和N-羟乙基吡咯烷酮中的一种或多种；所述的咪唑啉酮优选为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺优选为二甲基甲酰胺和/或二甲基乙酰胺；所述的醚优选为乙二醇单烷基醚、二乙二醇单烷基醚、丙二醇单烷基醚、二丙二醇单烷基醚和三丙二醇单烷基醚中的一种或多种。