[发明专利]一种无氟清洗剂、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种无氟清洗剂，所述无氟清洗剂为水性清洗剂；所述无氟清洗剂包括水、有机溶剂与胺类化合物；所述有机溶剂的质量为无氟清洗剂质量的15％～85％；所述胺类化合物的质量为无氟清洗剂质量的5％～50％；还包括腐蚀抑制剂、酸与醇类化合物中的一种或多种。与现有技术相比，本发明提供的无氟清洗剂通过特定的胺类化合物与腐蚀抑制剂、酸及醇中的一种或多种协同作用在不含有氟元素的情况下也具有较好的清洗能力，同时还可降低清洗液对金属的腐蚀，防止对基底介质产生破坏，提高清洗后晶圆的耐候性。与现有同类产品比，本发明提供的无氟清洗剂具有降低清洗温度、清洗时间以及更高性价比等明显优势。

技术领域

本发明属于电子工业技术领域，尤其涉及一种无氟清洗剂、其制备方法及应用。

背景技术

集成电路芯片制造是半导体产业链下游的关键环节。随着集成电路关键尺寸的逐渐缩小，产业界对于芯片制造的工艺要求也越来越高。其中，晶圆上各类材料经过刻蚀或灰化等工艺后，对晶圆表面蚀刻后残留物进行去除，是保持后续工艺稳定进行，保证芯片成品性能、良率和可靠性的关键技术。

刻蚀是在光刻胶显影之后，将图案转移到铝、二氧化硅、氮化硅等金属或介质层的一个重要工艺，在图案化引入之后，晶圆表面会附着大量光刻胶、金属反应副产物、无机氧化物等影响后道工艺的残留物。这些残留物需要通过特殊的清洗剂来进行清除，为了保证晶圆的洁净度与完整性，在清除时不仅要求清洗剂能够完全去除所有的残留物，同时要求清洗剂不能对晶圆表面金属层、介质层等基底材料造成攻击或破坏。

随着集成电路的发展，用于清除刻蚀工艺后晶圆表面残留物的清洗剂也同样在更新换代。其中含氟清洗剂具有残留物去除能力强的优点，然而含氟化合物的的存在对基底腐蚀风险高，含氟清洗剂的使用容易造成晶圆的缺陷产生。同时，在实际生产中也发现在使用含氟清洗剂之后，晶圆存在着耐候性差的问题，这是由于在清洗之后晶圆表面往往会残留由清洗剂带来的含氟化合物，含氟化合物进一步与晶圆基底发生反应产生氟化铝等副产物，这些副产物难以清除，造成良率下降以及一些相关的芯片质量问题。此外，含氟清洗剂对于生产安全、机台设备的要求也更高，在一定程度上导致了生产成本的提高。

目前不少厂家也开发了无氟清洗剂，但现有无氟清洗剂存在着清洗时间长、操作温度高、残留物去除能力差、使用寿命短等缺点，无法应用于多个制程后蚀刻残留物的去除。因此开发出新型无氟后蚀刻残留物清洗剂，提高其对残留物的去除能力，延长清洗剂槽液寿命或缩短制程时间，提供更安全、简便的操作工艺，控制合理的生产工艺成本，提高产品的总性价比，是在快速发展的半导体产业中提升自身竞争力的关键策略。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种清洗温度较低且清洗能力较高的无氟清洗剂、其制备方法及应用。

本发明提供了一种无氟清洗剂，所述无氟清洗剂为水性清洗剂；所述无氟清洗剂包括水、有机溶剂与胺类化合物；

所述有机溶剂的质量为无氟清洗剂质量的15％～85％；

所述胺类化合物的质量为无氟清洗剂质量的5％～50％；

还包括腐蚀抑制剂、酸与醇类化合物中的一种或多种。

优选的，所述腐蚀抑制剂的质量为无氟清洗剂质量的0.1％～10％；

所述酸的质量为无氟清洗剂质量的0.5％～5％；

所述醇类化合物的质量为无氟清洗剂质量的0.5％～10％；

所述醇类化合物为二元醇类化合物和/或多元醇类化合物。

优选的，所述腐蚀抑制剂至少包括含有三唑基团、氨基基团、羟基基团、羧基基团或巯基基团中一种；

所述酸选自硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、硼酸与碳酸中的一种或多种；