[发明专利]一种半导体晶圆干刻后清洗工艺

说明书

本发明公开了一种半导体晶圆干刻后清洗工艺，半导体晶圆包括裸露的铝结构层；包括以下步骤：S1：清洗剂A预清洗晶圆的干刻有机残留物，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；S2：用主要组成为氟离子源的清洗剂B清洗去除晶圆的牺牲层，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；S3：超纯水清洗晶圆，干燥晶圆；按质量百分比计，清洗剂A的主要组成为30～60%的硫酸、22~53%的有机溶剂、15～25%的水和0.01～0.8%的第一复配缓蚀剂，第一复配缓蚀剂的主要组成为氨基酸类缓蚀剂、巯基杂环化合物和无机酸缓蚀剂。本发明半导体晶圆干刻后清洗工艺充分去除干刻残留和牺牲层并将对铝结构层的腐蚀维持在较低程度。

技术领域

本发明涉及电子化学品技术领域，具体涉及一种半导体晶圆干刻后清洗工艺。

背景技术

半导体制程中，悬浮器件需要借助牺牲层得以实现，现有技术中提升层夹设于结构层之间，因此清洗除去牺牲层需要选择对结构层材质蚀刻率低的体系。干式蚀刻被广泛用于侵蚀基底的光刻胶一未保护区域，来形成通孔、沟槽、接触孔。等离子蚀刻所使用的反应气体多半是含氟气体，如CF₄或者CHF₃，光刻胶、蚀刻气体和蚀刻掉的材料副产物沉积形成干刻有机残留物，残留于基底的蚀刻开口侧壁、侧壁周围、晶片表面的深孔中。铝结构层的主要材质为铝，还包括硅、铜等掺杂元素，如附图1所示的基板结构中，牺牲层包覆于铝结构层局部外周侧面，铝层上方还设置有钨层(或钛钨层)、金(或铂)层，基板清洗过程中铝层层内形成原电池，同时铝层与其他金属层容易形成原电池，均加速铝层的腐蚀。

CN101462691A中公开了湿法刻蚀牺牲层的腐蚀液为pH值3-4.5的缓冲溶液，缓冲溶液为包括氟化氢和氟化铵的混合溶液、氟化氢的水溶液，但缓冲溶液的腐蚀过程伴随铝结构层的腐蚀，不利于保持结构层预定的形状。如何有效地去除牺牲层SiO2，并且使裸露的以及包覆于牺牲层之间的结构层腐蚀降至最低，是电子化学品领域技术人员亟待解决的主要技术问题之一。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种半导体晶圆干刻后清洗工艺，通过优选清洗剂的组成，降低对铝结构层的腐蚀，有效清洗干刻残留和牺牲层。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种半导体晶圆干刻后清洗工艺，所述半导体晶圆包括裸露的铝结构层；包括以下步骤：

S1：清洗剂A预清洗晶圆的干刻有机残留物，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；

S2：用主要组成为氟离子源的清洗剂B清洗去除晶圆的牺牲层，清洗完毕后，用水溶性有机溶剂清洗晶圆；

S3：超纯水清洗晶圆，干燥晶圆；

按质量百分比计，所述清洗剂A的主要组成为30～60％的硫酸、22～53％的有机溶剂、15～25％的水和0.01～0.8％的第一复配缓蚀剂，所述第一复配缓蚀剂的主要组成为氨基酸类缓蚀剂、巯基杂环化合物和无机酸缓蚀剂。

更进一步的，清洗剂A的主要组成为30～45％的硫酸、33～43％的水溶性有机溶剂、15～25％的水和0.01～0.8％的第一复配缓蚀剂。

优选的技术方案为，所述第一复配缓蚀剂的清洗温度为20～30℃。

优选的技术方案为，所述第一复配缓蚀剂中氨基酸类缓蚀剂、含巯基杂环化合物和无机酸缓蚀剂的质量比为1∶(0.9～3.5)∶(0.1～0.5)。

优选的技术方案为，所述氨基酸类缓蚀剂为选自L-赖氨酸和谷氨酸中的至少一种；含巯基杂环化合物为8-巯基腺苷；所述无机酸缓蚀剂为选自钼酸、钨酸、硅酸中的至少一种。

优选的技术方案为，所述清洗剂A的有机溶剂由A组分和B组分混合而成；A组分为醇醚，B组分为选自醇、N，N-二甲基丙烯基脲、亚砜中的至少一种，A组分和B组分的质量比为1∶(1～5)。，更优选的，A组分和B组分的质量比为1∶(1～1.5)。