[发明专利]一种清洗剂、其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种清洗剂、其制备方法和应用。本发明的清洗剂的制备方法，其包括下列步骤，将下述原料混合，即可；所述的原料包含下列质量分数的组分：0.5％‑20％的含碘氧化剂、0.5％‑20％的含硼蚀刻剂、1％‑50％的吡咯烷酮类溶剂、1％‑20％的腐蚀抑制剂、0.01％‑5％的不含金属离子的表面活性剂和水，各组分质量分数之和为100％；所述清洗剂的pH值为7.5‑13.5；所述的腐蚀抑制剂为苯并三氮唑类腐蚀抑制剂、腙类腐蚀抑制剂、卡巴腙类腐蚀抑制剂和硫代卡巴腙类腐蚀抑制剂中的一种或多种。本发明的制备方法制得的清洗剂在清洗刻蚀灰化后的半导体芯片中的应用中，清洗质量和效果好。

技术领域

本发明涉及一种清洗剂、其制备方法和应用。

背景技术

在集成电路的双重镶嵌加工期间，光刻法用于将图案成像在装置晶片上。光刻技术包括涂覆、曝光和显影步骤。用正性或负性光刻胶物质涂覆晶片并随后用掩模覆盖，所述掩模在随后的工艺中限定待保持或去除的图案。将掩模适当放置后，掩模已将一束单色辐射，例如紫外(UV)光或深UV(DUV)光(≈250nm或193nm)导向通过掩模，以使暴露的光刻胶材料或多或少地可溶于选择的冲洗溶液中。然后去除或“显影”可溶性光刻胶材料，从而留下与掩模相同的图案。

随后，将气相等离子刻蚀用于将显影的光刻胶涂层的图案转印至下面的层，其可以包括硬掩膜(hardmask)、层间电介质和/或蚀刻停止层。等离子刻蚀后的残余物通常沉积在后端布线的结构上，如果不去除就可能妨碍随后的硅化或接触形成。等离子刻蚀灰化后的残余物通常包括硬掩膜残留物、聚合物残留物、其它颗粒等各种残留物。在清洗这些等离子刻蚀灰化后的残余物时，需要清洗剂具有较高的选择性，例如，能够在对金属和低k介电材料影响较小的情况下高效率地移除硬掩膜残留物的氮化物。随着设备临界尺寸的持续缩小以及对于高生产效率与可靠设备性能的相应要求，需要此类改善的清洁组合物。

目前用于选择性移除含钛、含钨、含钽的蚀刻掩膜的清洗剂专利较多，如下表所示的专利或专利申请：

这些专利中虽然公开了各种清洗选择性，但对于氮化钽这一蚀刻硬掩膜组分的清洗效果及移除选择性，这些专利均效果不佳。尤其EKC科技股份有限公司的专利CN105874568A的权利要求中明确指出其移除组合物可选择性移除氮化钽，但其说明书中没有给出氮化钽相关的蚀刻实验数据。本发明的发明人采用其保护范围内的多种配方进行实验，发现其组合物及清洗方法对于选择性移除含钛和含钨蚀刻掩膜效果较佳，但对于含钽蚀刻掩膜材料(如氮化钽)的效果不佳，氮化钽无法进行有效移除。这将严重影响清洗剂的清洗效果。

因此，亟需开发一种清洗剂，其能够高选择性移氮化物蚀刻掩膜，同时与铜，钴、钽、钨、钛及低k材料相容，而且必须有效同时移除灰化蚀刻残留物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的清洗剂对于含钽蚀刻掩膜材料(如氮化钽)的效果不佳，氮化钽无法进行有效移除等缺陷，而提供了一种清洗剂、其制备方法和应用。本发明制得的清洗剂能够在对金属和低k介电材料影响较小的情况下高效率地移除硬掩膜残留物的氮化物，选择性好，具有非常广阔的市场应用前景。

本发明主要是通过以下技术手段解决上述技术问题的：

本发明提供了一种清洗剂，其由下述原料制得，所述的原料包括下列质量分数的组分：0.5％-20％的含碘氧化剂、0.5％-20％的含硼蚀刻剂、1％-50％的吡咯烷酮类溶剂、1％-20％的腐蚀抑制剂、0.01％-5％的不含金属离子的表面活性剂和水，各组分质量分数之和为100％；所述清洗剂的pH值为7.5-13.5；所述的腐蚀抑制剂为苯并三氮唑类腐蚀抑制剂、腙类腐蚀抑制剂、卡巴腙类腐蚀抑制剂和硫代卡巴腙类腐蚀抑制剂中的一种或多种。