[发明专利]无氟化物的光致抗蚀剂剥离剂或残余物移除清洁组合物及用其清洁微电子基板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于从微电子设备移除光致抗蚀剂、污染物、或等离子体(plasma)或蚀刻残余物的组合物，该组合物提供了良好的铜腐蚀抑制或抵抗，同时保持了清洁效果。特别地，本发明提供了有机溶剂基或半水基的，不含氟化物的清洁组合物，在该组合物中含有α-羟基羰基化合物的寡聚或多聚共轭物材料(conjugate material)，尤其是α-羟基羰基化合物的“褐色”或“黄色”寡聚或多聚共轭物材料，其尤其是单糖的“褐色”或“黄色”寡聚或多聚共轭物材料。本发明还提供了使用这些组合物清洁微电子基板和设备的方法。

背景技术

通过下述步骤生产半导体设备：用光致抗蚀剂涂布无机基板；通过曝光形成光致抗蚀剂薄膜且随后显影；用形成的光致抗蚀剂薄膜作为掩膜蚀刻无机基板的暴露区域，以形成精细电路；和从无机基板上去除形成的光致抗蚀剂薄膜。或者，以与上述相同的方法形成精细电路后，将形成的光致抗蚀剂薄膜灰化，且然后从无机基板上去除残留的抵抗性残余物(resist residue)。

已经提出了许多碱性基的清洁组合物，用于从这些微电子设备清洁光致抗蚀剂和残余物。然而，在清洁这些微电子设备时遇到一个明显的问题，清洁组合物有腐蚀这些微电子设备中的金属的特性，尤其是铜。然而，至少部分由于碱性剥离剂与金属的反应，已经观察到现有可用的剥离溶液，通常是碱性剥离溶液，产生各种金属腐蚀，如腐蚀触须线(corrosion whiskers)、电偶腐蚀、点蚀、金属线的切蚀(notching)。

用于避免该腐蚀问题的现有方法是使用含非碱性的有机溶剂(如异丙醇)的中间洗液(intermediate rinse)。然而，这些方法是昂贵的且具有不希望的安全、化学卫生和环境的后果。

在US专利6,465,403中公开了用于在微电子工业中通过移除光致抗蚀剂残余物和其它不希望的污染物剥离或清洁半导体晶片基板的水性碱性组合物。水性组合物一般包括(a)一种或多种无金属离子的碱，其量足以使pH约为10-13；(b)约0.01％至约5％重量(表示为％SiO₂)的水溶性无金属离子的硅酸盐；(c)约0.01％至约10％重量的一种或多种金属螯合剂；和(d)任选其它成分。

然而，没有一种现有技术中公开的组合物有效地去除有典型的蚀刻过程后留下的所有有机污染和含金属的残余物。使用这些制剂尤其难以去除含硅的残余物。因此，需要通过从这些基板去除无机和有机污染物清洁半导体晶片基板而不损伤集成电路的剥离组合物。这些组合物一定不能腐蚀部分包括集成电路的金属且应该避免高费用和由中间洗液引起的不良后果。因此，对于清洁剂需要：

(1)基本上与半导体设备中所用的所有金属(Al、Cu、Mo等)相容；

(2)要求不需要中间洗液；

(3)有效清洁富含Si的残余物；

(4)对ILDs基本上不产生损坏。

发明内容