[发明专利]清洗制剂

说明书

本发明涉及清洗组合物，其包含：1)至少一种氧化还原剂；2)至少一种有机溶剂，所述有机溶剂选自由水溶性醇、水溶性酮、水溶性酯、水溶性砜及水溶性醚组成的组；3)至少一种含硼化合物，所述含硼化合物选自由硼酸、硼酸化物及其盐组成的组；及4)水。

相关申请的交叉引用

本申请主张2017年2月10日申请的美国临时申请第62/457,293号的优先权，该申请全部加入本文中作为参考。

技术领域

本发明涉及用于半导体基材的新清洗组合物及清洗半导体基材的新方法。更详而言之，本发明涉及用于等离子蚀刻基材上沉积的金属层或介电材料层之后的半导体基材的清洗组合物以及用于通过等离子灰化程序移除大部分抗蚀层后移除留在所述基材上的残留物的清洗组合物。

背景技术

在制造集成电路装置时，使用光刻胶作为中间掩膜，用以通过一系列光刻法及等离子蚀刻步骤将十字线的初始掩膜图案转移至晶圆基材上。在集成电路装置制程中的主要步骤之一是从晶圆基材移除图案化的光刻胶膜。通常，该步骤通过两种方法中的一种来实施。

一种方法包含使覆盖光刻胶的基材与光刻胶剥除溶液接触的湿剥除步骤，且光刻胶剥除溶液主要由有机溶剂及胺构成。但是，剥除溶液通常无法完全地且可靠地移除光刻胶膜，特别是在光刻胶膜在制造时已暴露于UV辐射及等离子体处理后。某些光刻胶膜会因这种处理而高度交联且更难以溶解在剥除溶液中。此外，在这些常规湿剥除方法中使用的化学药品有时无法有效地移除在用含卤素气体的等离子蚀刻金属或氧化物层时形成的无机或有机金属残留材料。

移除光刻胶膜的另一方法包含使涂覆光刻胶的晶圆暴露于以氧为主的等离子体以便在称为等离子灰化的程序中从基材烧去光刻胶膜。但是，等离子灰化也无法完全有效地移除上述等离子蚀刻副产物。相反地，通常通过使所处理的金属及介电薄膜随后暴露于某些清洗溶液来移除这些等离子蚀刻副产物。

含金属基材通常容易受到腐蚀。例如，诸如铝、铜、铝铜合金、氮化钨、钨(W)、钴(Co)、二氧化钛、其他金属及金属氮化物的基材会被轻易地腐蚀。此外，通过使用常规清洗化学药品可蚀刻在集成电路装置中的电介质(例如，层间电介质或超低k电介质)。另外，随着装置几何形状缩小，集成电路装置制造商可忍受的腐蚀量也越来越小。

同时，由于残留物变得越来越难移除且必须控制腐蚀至更低程度，清洗溶液应是安全使用的且对环境友善的。

因此，清洗溶液应有效地移除等离子蚀刻残留物及等离子灰化残留物且还应对全部暴露的基材材料无腐蚀性。

发明内容

本发明涉及无腐蚀性清洗组合物，其用于作为多步骤制造过程中的中间步骤从半导体基材移除残留物(例如，等离子蚀刻残留物和/或等离子灰化残留物)。这些残留物包括各种相对不可溶的有机化合物的混合物，例如残留光刻胶；有机金属化合物；诸如铝氧化物(AlOx)、钛氧化物(TiOx)、锆氧化物(ZrOx)、钽氧化物(TaOx)及铪氧化物(HfOx)等的金属氧化物(可被形成，作为来自暴露金属的反应副产物)；诸如铝(Al)、铝/铜合金、铜(Cu)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)及钴(Co)等的金属；诸如铝氮化物(AlN)、铝氧氮化物(AlOxNy)、钛氮化物(TiN)、钽氮化物(TaN)及钨氮化物(WN)等的金属氮化物；其合金；及其他材料。本文所述的清洗组合物的优点是它可清洗所遇到的广泛的残留物且通常对暴露的基材材料(例如，暴露的金属(如铝、铝/铜合金、铜、钛、钽、钨及钴)、金属氮化物(如钛、钽及钨氮化物)及其合金)一般无腐蚀性。

在一个方面中，本发明的特征为一种清洗组合物，其包含：

1)至少一种氧化还原剂；

2)至少一种有机溶剂，其选自由水溶性醇、水溶性酮、水溶性酯、水溶性砜及水溶性醚组成的组；

3)至少一种含硼化合物，其选自由硼酸、硼酸化物(boronic acids)及其盐组成的组；及