[发明专利]一种清洗液

说明书

本发明涉及了一种清洗液，其含有：氟化物、有机胺、烷基多元醇、金属抗蚀剂及水。本发明的清洗液清洗能力强，可有效去除半导体制程过程中等离子刻蚀残留物，尤其是去除铜马士革工艺灰化后残留物，同时能够有效的保护低介电常数low‑k材料(BD1，BD2)。本发明适用于批量浸泡式、批量旋转喷雾式清洗方式，尤其适用于高转速单片旋转式的清洗方式，具有较大操作窗口，在半导体晶片清洗等微电子领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及清洗液技术领域，尤其涉及一种用于半导体制造过程中的清洗液。

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，无论是光阻层材料的残留物还是经离子轰击硬化的光阻聚合物都需彻底除去。随着半导体制造技术水平的提高，单位晶圆上所制造的电子元件密度也不断增加，各导线宽度和间距不断减小，用低介电常数薄膜(low-k材料)代替传统的氧化硅材料不仅可以降低RC延时，同时还可以降低功耗和信号串扰。此外，在半导体元件制造领域中，随着尺寸的缩小，铜大马士革工艺制程也越来越广泛的应用。因此在半导体制造领域中适用于金属铜和低介电常数low-k介质材料的清洗液也随着越来越多投入研究开发中。在能够有效去除刻蚀残留物的同时又能保护低介电常数low-k介质材料、非金属材料和金属材料的清洗液就越来越重要。

在铜大马士革工艺光阻层的涂敷、成像和蚀刻之后含有的残留物主要有：有机物残留，无机物残留和氧化物残留，针对这些残留物的清洗现有技术中常用到胺类清洗液及氟化物类清洗液。现有的胺类清洗液一般使用温度较高(>60℃)，通常未控制低介电常数(low-k材料)的保护问题。含氟化物类的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，对于普通非金属材料的腐蚀控制的同时难以确保low-k材料不被攻击；该类清洗液常采用传统苯并三氮唑(BTA)作金属铜的腐蚀抑制剂，虽然金属铜的蚀刻速率较小，但是传统唑类腐蚀抑制剂(BTA)不仅难以降解对生物体系不环保，而且在清洗结束后容易吸附在铜表面，导致集成电路的污染，会引起电路内不可预见的导电故障。

US8,357,646公开了含有羟胺不含氟的清洗液，使用BTA作为铜的腐蚀抑制剂，虽然保护效果较好，但未能解决low-k材料的攻击问题；CN10034623公开了一种主要为链醇胺及乙二醇类溶剂为主的用于去除与铜相容的抗蚀剂的组合物和方法，该组合物仅解决了铜的腐蚀问题，不能实现对非金属及low-k材料的保护。US8,481,472公开了一种用于去除对铜双大马士革工艺残留物的高水性含氟酸性清洗液，该清洗液水含量超过70％，控制溶液为酸性条件，尽管能够同时保护金属和非金属，但是对于有机物类的残留去除效果不理想。

因此，为了克服现有清洗液的缺陷，适应新的清洗要求，比如保护低介电常数材料、环境更为友善、克服金属腐蚀抑制剂表面吸附、低缺陷水平、低刻蚀率以及适用于单片机洗清方式等，亟待寻求新的清洗液。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种清洗液，其含有：氟化物、有机胺、烷基多元醇、金属抗蚀剂及水。本发明的清洗液清洗能力强，可有效去除半导体制程过程中等离子刻蚀残留物，尤其是去除铜马士革工艺灰化后残留物，同时能够有效的保护低介电常数low-k材料(BD1，BD2)。本发明适用于批量浸泡式、批量旋转喷雾式清洗方式，尤其适用于高转速单片旋转式的清洗方式，具有较大操作窗口，在半导体晶片清洗等微电子领域具有良好的应用前景。

本发明提供一种清洗液，其包括氟化物，有机胺，烷基多元醇，金属抗蚀剂以及水。

其中，优选地，所述清洗液中不含有羟胺及氧化剂。