[发明专利]一种含有四烷基氢氧化铵的光刻胶去除液及光刻胶的去除方法

说明书

本发明公开了一种光刻胶的去除液以及使用该去除液进行光刻胶去除的方法，该去除液包括有机溶剂和四烷基氢氧化铵，所述有机溶剂为至少具有一个吸电子官能团的有机溶剂，该去除方法可以是通过在线气液混合产生上述去除液，直接应用到带有光刻胶的晶圆表面，进行光刻胶的去除和晶圆表面清洗。本发明采用对衬底材料/衬底金属低/无腐蚀性的有机溶剂，以及氨的性质，提高湿法去胶对光刻胶和聚合物的去除效果的同时，降低对晶圆衬底的腐蚀。可以提高工艺良品率，并为更小的工艺特征尺寸的发展提供了有效的解决方案。

技术领域

本发明涉及一种光刻胶的去除液，尤其是一种能够低衬底和结构腐蚀并快速去除光刻胶的去除液以及利用该去除液除胶的方法。

背景技术

光刻是半导体制造工艺中的一个重要步骤，该步骤利用曝光和显影在光刻胶层上刻画图形，然后通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到所在半导体晶圆上。上述步骤完成后，就可以对晶圆进行选择性的刻蚀或离子注入等工艺过程，未被溶解的光刻胶将保护被覆盖的晶圆表面在这些过程中不被改变。上述工艺过程结束后，需要将光刻胶去除、晶圆表面清洗，才能进行半导体器件制造的其他步骤。通常，半导体器件制造整个过程中，会进行很多次光刻流程。生产复杂集成电路的工艺过程中可能需要进行多达几十步光刻。

光刻胶的去除主要分为干法去胶和湿法去胶两类。需要去除的物质主要为剩余的光刻胶以及由于工艺过程产生的聚合物。干法去胶是一种主要通过利用离子体来去除光刻胶与聚合物的方法，湿法去胶是一种主要通过化学溶液的作用来去除光刻胶与聚合物的方法。干法去胶在去除能力上有优势，但是在需要去除的光刻胶与需要保留的衬底之间的去除选择比难以提高。湿法去胶可以获得很高的去除选择比，但是在去除能力上会受到化学溶液的限制。

当器件特征尺寸进入65nm以下工艺节点之后，随着结深和薄膜厚度的降低，对去除选择比的要求达到新的高度。这使干法去胶无法继续满足去除选择比的要求。传统的湿法去胶工艺配方在去除选择比以及表面残留聚合物的去除方面也受到前所未有的挑战。

在湿法去胶工艺方面，主流技术采用硫酸双氧水以及NMP或EKC等有机溶剂进行去胶工作。

传统的硫酸双氧水去胶工艺需要在120摄氏度左右的条件下浸泡十分钟以上才能达到效果。而且由于此溶液具有强酸性与强氧化性，会严重腐蚀光刻胶下的金属层，在一定程度上氧化硅晶圆表面的硅材料造成衬底的损失。同时存在使用过程中的人员安全问题和使用后的安全排放问题。

采用NMP或EKC等有机溶剂去胶的工艺也需要在40摄氏度以上的温度下进行，并需要20分钟或以上的时间才能达到符合要求的去除效果。这一类化学药品都被认为是致癌物质，面临接触人员健康及安全排放的挑战。

以上的问题使行业迫切需要一种更符合ESH要求的湿法去胶工艺，能有效地去除光刻胶和聚合物，提高去除选择比，同时降低对接触人员的安全和健康风险及最大限度地减少对环境的负面影响。

发明内容

本发明的目的是：

开发可以去除光刻胶和聚合物的化学配方和工艺方法，所述化学配方与工艺方法具有较短的工艺时间、较低的反应温度(甚至常温)以及较高的光刻胶/聚合物与衬底材料间的去除比。

本发明的技术方案为：一种光刻胶的去除液，包括氨和有机溶剂，所述氨为氨气、液氨或者氨与水的混合物，所述有机溶剂为至少具有一个吸电子官能团的有机溶剂。

进一步的，所述有机溶剂具有的吸电子官能团中包括但不限于以下官能团：羟基(-OH)、羰基(-CO-)、醛基(-CHO)、羧基(-COOH)、氨基(-NH2)、肟基 (-C＝NOH)。

具体的，所述的有机溶剂包括但不限于：乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸、三氟乙酸、N-甲基吡咯烷酮、乙醛、丙烯醛、丙烯酸、。