專利名稱：一種含氟清洗液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工業(yè)用含氟清洗液。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體元器件制造過程中，光阻層的涂敷、曝光和成像對元器件的圖案制造來說是必要的工藝步驟。在圖案化的最后(即在光阻層的涂敷、成像、離子植入和蝕刻之后) 進(jìn)行下一工藝步驟之前，光阻層材料的殘留物需徹底除去。在摻雜步驟中離子轟擊會(huì)硬化光阻層聚合物，因此使得光阻層變得不易溶解從而更難于除去。至今在半導(dǎo)體制造工業(yè)中一般使用兩步法(干法灰化和濕蝕刻)除去這層光阻層膜。第一步利用干法灰化除去光阻層(PR)的大部分；第二步利用緩蝕劑組合物濕蝕刻/清洗工藝除去且清洗掉剩余的光阻層，其步驟一般為清洗液清洗/漂洗/去離子水漂洗。在這個(gè)過程中只能除去殘留的聚合物光阻層和無機(jī)物，而不能攻擊損害金屬層(如鋁層)和非金屬層(如氮氧化硅層)現(xiàn)有技術(shù)中典型的清洗液有以下幾種胺類清洗液(羥胺類)，半水性胺基(非羥胺類)清洗液以及氟化物類清洗液。其中前兩類清洗液需要在高溫下清洗，一般在60°C到 80°C之間，存在對金屬的腐蝕速率較大的問題；而現(xiàn)存的氟化物類清洗液雖然能在較低的溫度(室溫到50°C)下進(jìn)行清洗，但仍然存在著各種各樣的缺點(diǎn)，例如不能同時(shí)控制金屬和非金屬基材的腐蝕，清洗后容易造成通道特征尺寸的改變，從而改變半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；另一方面由于其較大蝕刻速率，清洗操作窗口比較小等。US5320709公開了一種清洗組合物包括 多元醇、氟化銨用于去除半導(dǎo)體基板上的有機(jī)金屬殘留物、有機(jī)硅的殘留物和氧化硅，但特別指明其水含量不超過4%，而且其對有機(jī)聚合物的去除能力較弱。US 6，828，289公開的清洗液組合物包括酸性緩沖液、有機(jī)極性溶劑、含氟物質(zhì)和水，且PH值在3 7之間，其中的酸性緩沖液由有機(jī)羧酸或多元酸與所對應(yīng)的銨鹽組成，組成比例為10 1至1 10 之間，并特別指出其不含有多元醇。如US 5，698，503公開了含氟清洗液，但大量使用多元醇，其含量為55-85% ；因此造成清洗液的粘度與表面張力都很大，從而影響清洗效果。如 US 5，972，862公開了含氟物質(zhì)的清洗組合物，其包括含氟物質(zhì)、無機(jī)或有機(jī)酸、季銨鹽和有機(jī)極性溶劑，PH為7 11，由于其清洗效果不是很穩(wěn)定，存在多樣的問題。因此盡管已經(jīng)揭示了一些清洗液組合物，但還是需要而且近來更加需要制備一類更合適的清洗組合物或體系，適應(yīng)新的清洗要求，比如環(huán)境更為友善、低缺陷水平、低刻蝕率以及較大操作窗口和較長的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決如何安全、健康和有效的清洗半導(dǎo)體工業(yè)中等離子刻蝕殘留物，并提供了一種安全有效的使用壽命長的清洗液組合物。本發(fā)明是一種用于半導(dǎo)體工業(yè)中等離子刻蝕殘留物的清洗液組合物，其包括氟化物、多元醇、水、溶劑、其他本領(lǐng)域的常規(guī)添加劑。其中所述的其他本領(lǐng)域的常規(guī)添加劑包括但不限于腐蝕抑制劑及螯合劑等中的一種和多種。
所述的清洗液組合物重量百分比含量為a)氟化物 0. 20%b)多元醇 0.01% 20%c)水5% 75%d)溶劑 75%e)其他本領(lǐng)域的常規(guī)添加劑0 20%本發(fā)明所述的氟化物較佳地為氟化氫、或氟化氫與堿形成的鹽。該堿可 以是氨水、 季胺氫氧化物和醇胺。氟化物較佳地為氟化氫(HF)、氟化銨(NH4F)、氟化氫銨(NH4HF2)、四甲基氟化銨(N(CH3)4F)或三羥乙基氟化銨(N(CH20H)3HF)中的一種或多種。本發(fā)明所述的多元醇是指二元醇、三元醇、四元醇、五元醇和六元醇。較佳地為乙二醇、1，2_丙二醇、丙三醇、丁四醇、戊五醇、核糖、核酮糖、葡萄糖、葡萄糖醇、己六醇、甘露醇和山梨醇；更較佳地為四元醇、五元醇和六元醇，優(yōu)選丁四醇、戊五醇、核糖、核酮糖、葡萄糖、葡萄糖醇、己六醇、甘露醇和山梨醇。本發(fā)明還可進(jìn)一步含有水。本發(fā)明中，所述的溶劑可選自亞砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、醚、酰胺中的一種或多種。其中，所述的亞砜較佳的為二甲基亞砜；所述的砜較佳的為環(huán)丁砜；所述的咪唑烷酮較佳的為1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮；所述的吡咯烷酮較佳的為N-甲基吡咯烷酮、羥乙基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮較佳的為1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)；所述的醚較佳的為丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚；所述的酰胺較佳的為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺。本發(fā)明的清洗液還可含有其他本領(lǐng)域的常規(guī)添加劑，如腐蝕抑制劑及螯合劑等。 其含量一般不超過20 %。在本發(fā)明中，所述的腐蝕抑制劑可以為本領(lǐng)域常用的腐蝕抑制劑， 優(yōu)選來自苯并三氮唑類、羧酸(酯)類、聚羧酸(酯)類和膦酸(酯)類緩蝕劑等。如苯并三氮唑、苯甲酸、聚丙烯酸、1，3-(羥乙基)-2，4，6_三膦酸等。在本發(fā)明中，所述的螯合劑是指含有多個(gè)官能團(tuán)的有機(jī)化合物。優(yōu)選乙醇酸、丙二酸、檸檬酸、亞氨基二乙酸、氨三乙酸、 三乙醇胺、乙二胺四乙酸、鄰苯二酚、沒食子酸、水楊酸、五甲基二乙烯三胺、氨基磺酸和磺基水楊酸等。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明清洗液組合物能在一個(gè)溫度比較大的范圍內(nèi)發(fā)揮作用，一般在室溫到55°C范圍內(nèi)，并且能用于很廣的領(lǐng)域中，比如批量浸泡式/批量旋轉(zhuǎn)式/單片旋轉(zhuǎn)式。同時(shí)，清洗液組合物有較小的金屬和電介物質(zhì)刻蝕率。本發(fā)明的清洗液組合物還可有效地清洗金屬和半導(dǎo)體制造過程中等離子刻蝕殘留物，而且不會(huì)侵蝕Si02、離子增強(qiáng)四乙氧基硅烷二氧化硅(PETEOS)、硅、氮氧化硅和一些金屬物質(zhì)(如Ti，Al，Cu)。對于半導(dǎo)體制造工業(yè)來說，本發(fā)明的清洗液組合物能在批量浸泡、批量旋轉(zhuǎn)和單片旋轉(zhuǎn)處理器中使用。
具體實(shí)施例方式表1等離子刻蝕殘留物清洗液實(shí)施例1 20
權(quán)利要求
1.一種含氟清洗液，其包括氟化物、多元醇、水、溶劑；其中所述多元醇的重量百分比含量為0. 01% 20%，所述水的重量百分比含量為5% 75%。
2.如權(quán)利要求1所述含氟清洗液，其特征在于，所述氟化物的重量百分比含量為 0. 20%，所述溶劑的重量百分比含量為 75%。
3.如權(quán)利要求1所述含氟清洗液，其特征在于，所述氟化物為氟化氫、或氟化氫與堿形成的鹽，該堿是氨水、季胺氫氧化物或醇胺。
4.如權(quán)利要求3所述含氟清洗液，其特征在于，所述氟化物為氟化氫(HF)、氟化銨、氟化氫銨、四甲基氟化銨和/或三羥乙基氟化銨。
5.如權(quán)利要求1所述含氟清洗液，其特征在于，所述多元醇為二元醇、三元醇、四元醇、 五元醇和/或六元醇。
6.如權(quán)利要求5所述含氟清洗液，其特征在于，所述多元醇為乙二醇、1，2_丙二醇、丙三醇、丁四醇、戊五醇、核糖、核酮糖、葡萄糖、葡萄糖醇、己六醇、甘露醇和/或山梨醇。
7.如權(quán)利要求6所述含氟清洗液，其特征在于，所述多元醇為丁四醇、戊五醇、核糖、核酮糖、葡萄糖、葡萄糖醇、己六醇、甘露醇和/或山梨醇。
8.如權(quán)利要求1所述含氟清洗液，其特征在于，所述溶劑選自亞砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、醚和酰胺中的一種或多種。
9.如權(quán)利要求1所述含氟清洗液，其特征在于，所述亞砜為二甲基亞砜；所述砜為環(huán)丁砜；所述咪唑烷酮為1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述吡咯烷酮為N-甲基吡咯烷酮和/或羥乙基吡咯烷酮；所述咪唑啉酮為1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮；所述醚為丙二醇單甲醚和/或二丙二醇單甲醚；所述酰胺為二甲基甲酰胺和/或二甲基乙酰胺。
10.如權(quán)利要求1所述含氟清洗液，其特征在于，所述含氟清洗液還含有其他添加劑。
11.如權(quán)利要求10所述含氟清洗液，其特征在于，所述其他添加劑的重量百分比含量為不超過20%。
12.如權(quán)利要求10所述含氟清洗液，其特征在于，所述其他添加劑為腐蝕抑制劑和/或螯合劑
13.如權(quán)利要求12所述含氟清洗液，其特征在于，所述腐蝕抑制劑選自苯并三氮唑、苯甲酸、聚丙烯酸和1，3-(羥乙基)-2，4，6_三膦酸中的一種或多種；所述的螯合劑是含有多個(gè)官能團(tuán)的有機(jī)化合物。
14.如權(quán)利要求12所述含氟清洗液，其特征在于，所述螯合劑選自乙醇酸、丙二酸、檸檬酸、亞氨基二乙酸、氨三乙酸、三乙醇胺、乙二胺四乙酸、鄰苯二酚、沒食子酸、水楊酸、五甲基二乙烯三胺、氨基磺酸和磺基水楊酸中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有低氮氧化硅刻蝕速率的半導(dǎo)體工業(yè)用含氟清洗液，該清洗液組合物含有a)氟化物 0.1％～20％，b)多元醇0.01％～20％，c)水5％～75％，d)溶劑1％～75％，e)其他添加劑 0～20％。本發(fā)明的清洗液組合物可有效地清洗半導(dǎo)體制造過程中等離子刻蝕殘留物，同時(shí)對于基材如低介質(zhì)材料(SiO2、PETEOS)和一些金屬物質(zhì)(如Ti，Al，Cu)等具有較低的蝕刻速率；特別是氮氧化硅刻蝕速率較低，從而進(jìn)一步擴(kuò)大含氟清洗液的清洗操作窗口，并進(jìn)一步提高含氟清洗液的使用壽命，降低半導(dǎo)體廠的運(yùn)營成本，在半導(dǎo)體晶片清洗等微電子領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G03F7/42GK102399648SQ20101027770
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者劉兵, 孫廣勝, 彭洪修 申請人:安集微電子(上海)有限公司