[发明专利]清洗组合物

说明书

本发明涉及一种清洗组合物，其含有1)至少一种氧化还原剂；2)至少一种烷基磺酸或其盐，所述烷基磺酸含有经OH或NH₂取代的烷基；3)至少一种氨基醇；4)至少一种腐蚀抑制剂；5)至少一种水溶性有机溶剂；6)水；以及7)任选地，至少一种pH调整剂。

相关申请的交叉引用

本申请主张于2018年3月28日提交的美国专利临时申请第62/649,029号案的优先权，其内容通过引用整体并入作为参考。

技术领域

本发明涉及用于半导体基板的新型清洗组合物和清洗半导体基板的方法。更特别地，本发明涉及用于基板上沉积的金属层或介电材料层的等离子蚀刻以及在经由等离子灰化法移除大量抗蚀剂之后留在该基板上的残留物移除之后的半导体基板的清洗组合物。

背景技术

在集成电路元件制造中，光刻胶用作中间掩膜，用于借助于一系列之光刻及等离子蚀刻步骤，将标线的原始掩膜图案转移至晶圆基板上。集成电路元件制造过程中的关键步骤之一是从晶圆基板移除图案化的光刻胶膜。一般，此步骤通过二种方法之一实行。

一种方法涉及湿式剥除步骤，在该步骤中，使该光刻胶覆盖的基板与主要由有机溶剂及胺组成的光刻胶剥除剂溶液接触。然而，此种剥除剂溶液一般不能彻底及可靠地移除光刻胶膜，尤其是假若该光刻胶膜在制造期间已经曝露于UV辐射和等离子处理。一些光刻胶膜通过这种处理变得高度地交联，并且更难以溶解于剥除溶液中。此外，在这些常规湿式剥除方法中使用的化学品有时对于移除在使用含卤素气体的金属或氧化物层的等离子蚀刻期间形成的无机或有机金属残留材料为无效的。

移除光刻胶膜的另一方法涉及称为等离子灰化的方法中将经光刻胶涂覆的晶圆曝露于以氧为主的等离子以将光刻胶膜从基板燃烧掉。然而，等离子灰化在移除如上所示的等离子蚀刻副产物也不是完全有效。相反的，这些等离子蚀刻副产物的移除典型地通过随后使经加工的金属及介电薄膜曝露于某些清洗溶液中而完成。

含金属的基板一般是易腐蚀的。举例而言，诸如铝、铜、铝铜合金、氮化钨、钨、钴、氧化钛、其它金属及金属氮化物的基板会轻易地被腐蚀。进一步，集成电路元件中的介电质(例如，层间介电质或超低k介电质)可以通过使用传统清洗化学品而被蚀刻。此外，集成电路元件制造商所容忍的腐蚀数量变得愈来愈小，因为元件的几何结构缩小。

同时，因为残留物变得更难以移除且腐蚀需控制在更低的程度，清洗溶液应为使用安全且对环境友善的。

所以，该清洗溶液对于移除等离子蚀刻和等离子灰化残留物应为有效，且也应对于所有曝露的基板材料不具腐蚀性。

发明内容

本发明是针对非腐蚀性清洗组合物，其可用作多步骤制造过程中的中间步骤，从半导体基板移除残留物(例如，等离子蚀刻和/或等离子灰化残留物)。这些残留物包括一系列相对不溶的有机化合物诸如残留的光刻胶；有机金属化合物；金属氧化物，诸如氧化铝(AlOx)、氧化钛(TiOx)、氧化锆(ZrOx)、氧化钽(TaOx)和氧化铪(HfOx)(可以作为反应副产物由曝露的金属形成)；金属诸如铝(Al)、铝/铜合金、铜(Cu)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和钴(Co)；金属氮化物诸如氮化铝(AlN)、氧化铝氮化物(AlOxNy)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)和氮化钨(WN)；其合金；和其他物质的混合物。本文所述的清洗组合物的一个优点是其可以清洗所遇到的广范围的残留物，且一般对曝露的基板材料(例如，曝露的金属氧化物(诸如AlOx)、金属(诸如铝、铝/铜合金、铜、钛、钽、钨和钴)、金属氮化物(诸如氮化钛、氮化钽和氮化钨)、及其合金)无腐蚀性。

在一层面中，本发明表征一种清洗组合物，其包含(例如，由下列所组成或基本上由下列所组成)：1)至少一种氧化还原剂；2)至少一种烷基磺酸或其盐，该烷基磺酸包含经OH或NH₂取代的烷基；3)至少一种氨基醇；4)至少一种腐蚀抑制剂；5)至少一种有机溶剂；6)水；且7)任选地，至少一种pH调整剂。