CN1949084A - 水性清洗组合物及使用该组合物的方法 - Google Patents

水性清洗组合物及使用该组合物的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1949084A
CN1949084A CNA2006101359356A CN200610135935A CN1949084A CN 1949084 A CN1949084 A CN 1949084A CN A2006101359356 A CNA2006101359356 A CN A2006101359356A CN 200610135935 A CN200610135935 A CN 200610135935A CN 1949084 A CN1949084 A CN 1949084A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
substrate
azanol
hydroxylammonium
corrosion inhibiter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006101359356A
Other languages
English (en)
Inventor
吴爱萍
R·J·罗维托
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Products and Chemicals Inc
Original Assignee
Air Products and Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Products and Chemicals Inc filed Critical Air Products and Chemicals Inc
Publication of CN1949084A publication Critical patent/CN1949084A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/40—Monoamines or polyamines; Salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/0005—Other compounding ingredients characterised by their effect
    • C11D3/0073—Anticorrosion compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/62—Quaternary ammonium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/02—Inorganic compounds
    • C11D7/04—Water-soluble compounds
    • C11D7/06—Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/02—Inorganic compounds
    • C11D7/04—Water-soluble compounds
    • C11D7/10—Salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22—Organic compounds
    • C11D7/34—Organic compounds containing sulfur
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/42—Stripping or agents therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/42—Stripping or agents therefor
    • G03F7/422—Stripping or agents therefor using liquids only
    • G03F7/425—Stripping or agents therefor using liquids only containing mineral alkaline compounds; containing organic basic compounds, e.g. quaternary ammonium compounds; containing heterocyclic basic compounds containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
    • H01L21/02063—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers the processing being the formation of vias or contact holes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H01L21/02071—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a delineation, e.g. RIE, of conductive layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces
    • C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

在此描述了一种用于从基底上去除残留物的水基组合物和方法，所述残留物例如但不限于蚀刻后和/或灰化后的光刻胶。一方面，提供了一种用于去除残留物的组合物，该组合物包括：水；选自羟胺、羟胺盐化合物以及它们的混合物中的至少一种；和缓蚀剂，其中该组合物基本不包括添加的有机溶剂，并且条件是该缓蚀剂不含水溶性有机酸。

Description

水性清洗组合物及使用该组合物的方法
技术领域
本发明涉及一种用于从基底上去除残留物的组合物和方法。
背景技术
在微电子结构的制造中涉及到很多步骤。在制造集成电路的生产方案中有时需要选择性地蚀刻半导体的不同表面。在历史上，为了选择性地去除材料，已在不同程度上成功地使用了许多类型非常不同的蚀刻方法。此外，在微电子结构内选择性地蚀刻不同的层是集成电路制造过程中关键性、决定性的步骤。
反应离子蚀刻(RIE)日益成为在通孔、金属线和沟槽形成过程中用于图案转移的优先选择的方法。例如，需要多层互连线路的复杂半导体器件如高级DRAMS和微处理器使用RIE制造通孔、金属线和沟槽结构。穿过层间电介质，通孔用来提供一层次的硅、硅化物或金属线路和下一层次的线路之间的接触。金属线是用作器件互连的传导结构。沟槽结构用于金属线结构的形成。通孔、金属线和沟槽结构通常暴露金属和合金如Al、Al/Cu、Cu、Ti、TiN、Ta、TaN、W、TiW，硅或硅化物如钨、钛或钴的硅化物。RIE工艺通常留下(复杂混合物的)残留物，其可能包括再溅的氧化物材料以及选自用于光刻地限定通孔、金属线和/或沟槽结构的光刻胶和抗反射涂料的可能的有机材料。
在RIE或其他蚀刻处理之后，通常通过用含有反应剂(reactiveagent)的等离子体灰化而图案化的光刻胶来进行等离子光刻胶残留物的清除，所述反应剂通常是活化的反应性气体(一种或多种)，例如但不限于用于氧化过程的含氧气体或用于还原过程的含氢气体。像RIE工艺一样，等离子蚀刻或等离子灰化清除也留下组合的残留物，其包括有机材料(如残存的光刻胶、抗反射材料等)和取决于等离子蚀刻化学和被处理基底的与等离子蚀刻有关的副产物如钛、铜或相关金属的氧化物或卤化物。
因此希望提供一种能够去除例如由使用等离子体的选择性蚀刻和/或RIE和氧化灰化或还原灰化产生的残留物的选择性清洗组合物和方法。而且，希望提供一种能够去除残留物如蚀刻和灰化残留物、显示出与也有可能暴露于清洗组合物的金属、高介电常数(“高k”)材料(如介电常数大于4.1的材料)、硅、硅化物和/或包括低介电常数(“低k”)材料(如介电常数小于4.0或小于3.5或小于3.0的材料)如沉积的氧化物的层间(interlevel)介电材料相比对于残留物选择性高的选择性清洗组合物和方法。希望提供一种与例如但不限于氢硅倍半氧烷(HSQ)、甲基硅倍半氧烷(MSQ)、FOx、由Applied Materials，Inc.制造的BLACK DIAMONDTM膜以及TEOS(原硅酸四乙酯)那样的感光低k或多孔低k膜相容并可与之一起使用的组合物。除以上所述的之外，还希望是水基组合物以便其处理不损害环境。
发明内容
在此公开的水基组合物能够选择性地从基底上去除例如但不限于等离子蚀刻、灰化后的残留物或者其他残留物，而不会侵蚀或许也暴露于该组合物的金属、低k、多孔低K和/或高k介电材料至任何不希望的程度。此外，在此公开的组合物对某些介电材料如氧化硅或金属线或包括铜的夹层可以显示出最小的腐蚀速率。在此所描述的清洗组合物基本上不含添加的有机溶剂，这允许半导体制造厂减少有机废物、降低所有者的成本。在一方面中，提供一种从基底上去除残留物的组合物，该组合物包括：水；选自羟胺、羟胺盐化合物以及它们的混合物中的至少一种；和缓蚀剂(corrosion inhibitor)，条件是所述缓蚀剂不包括水溶性有机酸并且其中所述组合物基本上不含添加的有机溶剂。
在此还公开了一种用于从基底上去除包括蚀刻和/或灰化残留物在内的残留物的方法，该方法包括用在此公开的清洗组合物接触所述基底。在在此描述的一个方面中，提供一种限定图案的方法，该方法包括：将光刻胶涂覆到基底的至少一部分上；在光刻胶上光刻地限定图案；将图案转移到该基底的至少一部分上；将图案蚀刻到基底中以形成图案化的基底；将图案化的基底暴露于活化的反应性气体以去除至少一部分光刻胶并提供残留物；和通过用组合物接触图案化的基底来去除残留物，该组合物包括：水；选自羟胺、羟胺盐化合物以及它们的混合物中的至少一种；和缓蚀剂，条件是所述缓蚀剂不包括水溶性有机酸并且其中所述组合物基本上不含添加的有机溶剂。
在另一方面中，提供一种从基底上去除残留物的方法，该方法包括：用组合物接触基底，该组合物包括：水；选自羟胺、羟胺盐化合物以及它们的混合物中的至少一种；和缓蚀剂，条件是所述缓蚀剂不包括水溶性有机酸并且其中所述组合物基本上不含添加的有机溶剂。
具体实施方式
一种用于选择性地去除残留物的水基组合物及方法，所述残留物如，例如，处理残留物如由蚀刻例如但不限于反应离子蚀刻、等离子蚀刻和等离子灰化产生的残留物。所公开的清洗组合物是水基的并基本上不含即具有1％或1％以下或者0.5％或0.5％以下或者0.1％或0.1％以下的添加的有机溶剂。所述清洗组合物用于从基底上去除光刻胶，蚀刻、灰化或其他处理残留物而不腐蚀下面的金属层、介电层或二者并且通过消除对添加的有机溶剂的需要而降低所有者的成本。
所述清洗组合物包括水、羟胺或羟胺盐化合物和缓蚀剂，条件是该缓蚀剂不包括水溶性有机酸。在一些实施方案中，所述清洗组合物基本上由水、羟胺或羟胺盐化合物、缓蚀剂和其他组分组成，条件是所述缓蚀剂不包括水溶性有机酸，并且这些其他组分不不利地影响组合物的剥离和清洗性能，也不损坏下面的基底表面。在其他实施方案中，所述清洗组合物由水、羟胺或羟胺盐化合物和缓蚀剂组成，条件是该缓蚀剂不包括水溶性有机酸。
一般认为含羟胺、羟胺盐化合物和二者的水溶液不与互连金属如通常用于集成电路制造的铜相容。令人惊奇和意外的是在此公开的清洗组合物可从基底，包括但不限于Cu和低k电介质，上除去等离子蚀刻和灰化之后的残留物。另外，对于那些其中基底包括铜的实施方案，该清洗组合物通过添加缓蚀剂在减小Cu腐蚀方面具有意料之外的结果。
在涉及到用于微电子器件的基底的清洗方法中，待去除的典型残留物可能包括，例如，有机化合物如蚀刻的和/或灰化的光致抗蚀材料、灰化的光刻胶残留物、UV或X射线硬化的光刻胶、含C-F的聚合物、低和高分子量聚合物以及其他的有机蚀刻残留物；无机化合物如金属氧化物、来自化学机械平面化(CMP)浆料的陶瓷粒子和其他无机蚀刻残留物；含金属的化合物如有机金属残留物和金属有机化合物；离子的和中性的、轻和重无机(金属)物质，水分，以及不溶性材料，包括由处理如平面化和蚀刻处理所产生的粒子。在一个特别的实施方案中，去除的残留物是诸如由反应离子蚀刻、等离子蚀刻和/或等离子灰化产生的那些处理残留物。
残留物通常存在于基底内，所述基底也包括金属，硅，硅酸盐和/或层间介电材料如，例如，沉积的硅氧化物和衍生的(derivatized)硅氧化物如HSQ、MSQ、FOX、TEOS和旋涂玻璃(spin-on glass)，化学气相沉积的介电材料，和/或高k材料如硅酸铪、二氧化铪、钛酸锶钡(BST)、TiO2、TaO5，其中残留物及金属、硅、硅化物、层间介电材料、低k和/或高k材料会与清洗组合物接触。在此公开的组合物和方法供选择性地去除蚀刻后和/或灰化后的残留物如光刻胶、BARC、填缝剂(gapfill)和/或处理残留物而不明显地腐蚀金属、硅、二氧化硅、层间介电材料、低k和/或高k材料。在某些方案中，基底可以含有金属例如但不限于铜、铜合金、钛、氮化钛、钽、氮化钽、钨、和/或钛/钨合金。在一个实施方案中，在此公开的组合物可以适于含有感光低k膜的基底。
在此公开的组合物可含有约40重量％～约99重量％或约75重量％～约95重量％或约90重量％～约95重量％的水。水可附带地作为其他组分中的组分而存在，例如，包括羟胺的水溶液，或者可以分别地添加它。水的一些非限制性例子包括去离子水、超纯水、蒸馏水、双重蒸馏水或金属含量低的去离子水。
在此公开的组合物可含有约1重量％～约30重量％或约5％～约20重量％或约5重量％～约15重量％的选自羟胺、羟胺盐化合物和它们的混合物当中的至少一种。可用于在此描述的清洗组合物的羟胺的例子包括羟胺或羟胺的烷基取代衍生物例如但不限于二乙基羟胺。羟胺盐化合物通常通过使羟胺与酸例如但不限于硝酸、硫酸、盐酸、磷酸或其他酸反应来制备。羟胺盐化合物的例子包括硫酸羟铵、硝酸羟铵、磷酸羟铵、氯化羟铵、草酸羟铵、柠檬酸羟铵等。羟胺盐化合物的另外例子包括烷基取代的衍生物，例如，但不限于，二乙基羟铵盐等。
在此公开的组合物还含有约0.1～约15重量％或约0.2重量％～约10重量％或约0.5重量％～约5重量％的缓蚀剂，条件是在此使用的缓蚀剂不含水溶性有机酸。术语“水溶性有机酸”描述含有“COOH”或羧基的化合物。可以使用本技术领域中已知的、用于类似应用的任何缓蚀剂，如在美国专利No.5,417,877中公开的那些，该专利引入本文作为参考。缓蚀剂可以是，例如，酚或三唑。特别的缓蚀剂的例子包括顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、苯并三唑(BZT)、间苯二酚、羧基苯并三唑、二乙基羟胺及它们的乳酸和柠檬酸盐，等等。可以使用的缓蚀剂的进一步的例子包括邻苯二酚、连苯三酚和没食子酸的酯。适合的缓蚀剂的其他例子包括果糖、硫代硫酸铵和四甲基胍。在一些实施方案中，缓蚀剂是含巯基化合物，例如但不限于2-巯基-5-甲基苯并咪唑和2-巯基噻唑啉。缓蚀剂的另外的其他例子包括在化合物的α-或β-位的一侧具有羟基的含巯基化合物。这些含巯基化合物的具体例子包括3-巯基-1，2-丙二醇(它也被称作硫甘油)、3-(2-氨基苯基硫)-2-羟基硫醇、3-(2-羟基乙基硫)-2-羟基丙基硫醇及它们的混合物。
在某些实施方案中，在此公开的组合物可以进一步包括一种或多种附加组分或添加剂，只要这些添加剂不不利地影响组合物的剥离和清洗性能，也不损坏下面的基底表面。这些添加剂的例子包括但不限于表面反应剂、螯合剂、化学改性剂、染料、杀生物剂和/或其他添加剂，它们的量基于组合物的总重量总计可以达到约5重量％。
在其中所述组合物只包括羟胺(即，不包括羟胺盐化合物)的实施方案中，在此公开的组合物可以具有约8～约12、或约8～约10的pH。在其中所述组合物只包括羟胺盐化合物(即，不包括羟胺)的实施方案中，在此公开的组合物可以具有约3～约7、或约3～约5的pH。
在此公开的组合物与低k膜例如但不限于HSQ、FOx、MSQ、和SiLKTM(由Dow Chemical，Inc.制造)以及其他膜相容。所述组合物也可在低温下有效地清除蚀刻之后和/或灰化之后的光刻胶和等离子蚀刻残留物如有机残留物、有机金属残留物、无机残留物、金属氧化物或光刻胶复合物，而对下面的基底如例如含有铜、钛或二者的那些基底的腐蚀相对较弱。此外，所述组合物可与各种低k、多孔低k和高k材料相容。
在制造过程中，光刻胶层涂覆在基底上。使用光刻法，在光刻胶层上限定出图案。在某些实施方案中，图案化的光刻胶层经历等离子蚀刻如RIE，借此图案被转移到基底上。然后通过湿式化学手段和/或干式去除处理(如，等离子蚀刻、等离子灰化或二者)除去图案化的光刻胶层。在使用RIE将图案转移到基底上的实施方案中，蚀刻残留物在湿式化学和/或干式去除处理之前产生。如果不对基底进行灰化，则待清除的主要残留物是蚀刻残留物和光刻胶残留物。在基底被灰化的实施方案中，待清除的主要残留物是灰化的残留物如灰化的光刻胶和蚀刻残留物(如果进行蚀刻步骤的话)。
在此描述的方法可以通过用所描述的组合物接触具有作为膜或残留物存在的金属、有机或金属-有机聚合物、无机盐、氧化物、氢氧化物、或复合物或它们的组合的基底来进行。实际条件如温度、时间等取决于待清除的残留物的性质和厚度。通常，使基底与组合物接触或将基底浸入含有组合物的容器中，所述组合物的温度为20℃～85℃，或20℃～60℃，或30℃～50℃。基底暴露于组合物的典型时间可以为，例如，0.1～60分钟，或1～30分钟，或1～15分钟。在与组合物接触之后，可以漂洗基底，然后干燥之。通常在惰性气氛下进行干燥。在某些实施方案中，在基底与在此描述的组合物接触之前、期间和/或之后都可以使用去离子水漂洗剂或含有去离子水及其他添加剂的漂洗剂进行漂洗。然而，所述组合物可以用于本技术领域中已知的、使用清洗液清除蚀刻后和/或灰化后的光刻胶、灰化或蚀刻残留物和/或其他处理残留物的任何方法。
实施例
提供下列实施例以进一步阐明在此公开的组合物和方法。各种示例性组合物的例子以及对比实施例和各组合物的pH水平(如果可以得到的话)列于表I中。在表I中，所有的量均为重量百分比，并且合计达100重量％。在此公开的组合物是通过在室温下将组分在容器中混合在一起直到所有固体都溶解为止制备的。在下面的实施例中，pH测量是使用5％水溶液在环境温度下进行的。在暴露于组合物之前，基底涂覆以被显影、蚀刻并灰化的正性抗蚀剂。在下面的表中，“NT”表示未测试。
表II示出了各种示例性组合物从硅晶片测试基底上去除残留物的有效性。晶片具有低k、含氧化硅的膜如有机硅酸盐玻璃(OSG)膜或由JSR，Inc.提供的JSR LKD-5109TM多孔膜、氮化钛阻挡层、铜金属化层、BARC层以及用等离子蚀刻和灰化法蚀刻并灰化的光刻胶图案。然后通过将基底浸在各种示例性组合物中来处理基底。在这种方法中，一个或多个测试晶片放置在盛有400ml各示例性组合物的600毫升(ml)烧杯中。该600ml烧杯还包括以400rpm旋转的1英寸搅拌棒。然后按表II中提供的时间和温度来加热其中含有晶片的示例性组合物。在暴露于示例性组合物后，用去离子水漂洗晶片并用氮气干燥之。将晶片劈开以提供边缘(edge)，然后用扫描电子显微镜(SEM)在晶片上的各个预定位置上检查，并视觉分析清洗性能和对下面的层间电介质(ILD)损坏，并像在表II中提供的那样以下列方式给以代码：对于清洗，“+++”表示优，“++”表示好，“+”表示尚可，“-”表示差；对于ILD损坏，“++”表示没有损坏，“+”表示仅有一点点损坏，“-”表示严重损坏。
含有铜或致密的、掺杂的原硅酸四乙酯(TEOS)的各覆盖硅晶片的腐蚀速率汇总于表III中。在所有的下列腐蚀速率中，测量是在暴露5、10、20、40和60分钟时以及25℃、50℃和65℃温度下进行的。在各时间间隔测定厚度并使用每种示例性组合物的结果的“最小二乘拟合”模型作出曲线。每种组合物的“最小二乘拟合”模型的计算斜率是得到的以埃/分钟(/min)为单位的腐蚀速率。在铜腐蚀速率或TEOS腐蚀速率的测定中，晶片都具有一沉积在其上的具有已知厚度的覆盖层。对于Cu腐蚀速率，使用CDE ResMap 273Four Point Probe测定晶片的初始厚度。在测定初始厚度之后，将试验晶片浸在示例性组合物中。5分钟后，将晶片从试验溶液中移出，用去离子水漂洗3分钟，并在氮气下彻底干燥。测量各晶片的厚度，如果必要的话对试验晶片重复所述步骤。对于TEOS腐蚀速率，使用FilmTek 2000 SE SpectroscopicEllipsometer/Reflectomer测定初始厚度。在搅拌下将约200ml试验溶液放入250ml烧杯中并且，如果需要的话，将其加热到指定温度。如果仅一个晶片被放在含有溶液的烧杯中，则一晶片模型(dummy wafer)被放在该烧杯中。5分钟后，用去离子水漂洗各试验晶片3分钟并氮气下干燥。然后将基底在110℃的温度下烘约10分钟。对每个晶片进行测量，如果必要的话重复所述步骤。
在表IV中提供的氧化物和低k电介质的腐蚀速率是从各种硅晶片基底获得的，所述硅晶片基底具有一层已知厚度的、未掺杂和致密化的硅酸四乙氧基酯(TEOS)、氟硅酸盐玻璃、Novellus，Inc.制造的CORALTM膜，从WaferNet，Inc.购买的为普通氧化物膜的热氧化物(Tox)，由Applied Material制造的BLACK DIAMONDTM膜，以及由JSR制造的为多孔甲基硅倍半氧烷(MSQ)膜的LEB-043TM。所有腐蚀速率均使用FilmTek 2000 SE Spectroscopic Ellipsometer/Reflectomer测定，并且对于上述未致密化、掺杂的原硅酸四乙酯(TEOS)使用同样的方法。除了具有Tox膜的基底外，然后将基底在110℃的温度下烘约10分钟。对每个晶片进行测量，如果必要的话重复所述步骤。
表I：组合物
 实施例   去离子水   羟胺或羟胺盐化合物   缓蚀剂   pH
 实施例1   84   羟胺(15)  硫甘油(1)   9.02
 实施例2   83   羟胺(15)  硫甘油(2)   8.97
 实施例3   91.5   硫酸羟铵(7.5)  硫甘油(1)   3.85
 实施例4   91.5   氯化羟铵(7.5)  硫甘油(1)   3.68
 对比实施例1   96.25   羟胺(3.75)  无   8.46
 对比实施例2   92.5   羟胺(7.5)  无   N.T.
 对比实施例3   85   羟铵(15)  无   N.T.
 对比实施例4   92.5   硫酸羟铵(7.5)  无   4
 对比实施例5   92.5   氯化羟铵(7.5)  无   3.88
 对比实施例6   85   氯化羟铵(15)  无   N.T.
 对比实施例7   70   氯化羟铵(30)  无   N.T.
表II：清洗和ILD损坏的SEM结果
Cu/OSG   Cu/JSRLKD-5109TM   Cu/pJSRLKD-5109TM
  温度(℃)   时间(分) 清洗   ILD损坏 清洗   ILD损坏 清洗   ILD损坏
 实施例1   50   5   N.T.   N.T.   +++   ++   +++   ++
  15   ++   ++   +++   ++   +++   +
  30   +++   ++   +++   ++   ++   -
 实施例2   50   2   N.T.   N.T.   +++   ++   -   ++
  5   +++   ++   +++   ++   N.T.   N.T.
  15   +++   ++   +++   ++   +++   ++
  30   N.T.   N.T.   N.T.   N.T.   +++   +
 实施例3   50   15   +   ++   -   ++   -   ++
  30   +   ++   -   ++   +++   ++
 实施例4   50   15   -   ++   -   ++   -   ++
  30   -   ++   -   ++   -   ++
表III：腐蚀速率
  实施例                 Cu   TEOS(致密，p-掺杂)
  25℃   50℃   65℃   25℃   50℃   65℃
  实施例1   2   3   5   N.T.   1   8
  实施例2   1.6   4   5   N.T.   1   8
  实施例3   1.6   1.4   5   N.T.   N.T.   ＜1
  实施例4   2.5   2.6   9   N.T.   N.T.   ＜1
  对比实施例1   23   20   28   ＜1   N.T.   N.T.
  对比实施例2   40   102   128   N.T.   N.T.   N.T
  对比实施例3   101   ＞207   342   N.T.   N.T.   N.T
  对比实施例4   192   ＞224   ＞225   ＜1   N.T.   N.T
  对比实施例5   8   160   ＞220   ＜1   N.T.   N.T
  对比实施例6   14   27   42   N.T.   N.T.   N.T
  对比实施例7   12   24   42   N.T.   N.T.   N.T
表IV：氧化物腐蚀速率
T(℃)                                   腐蚀速率：/min
TEOS(未掺杂，致密化的) FSG(10K在8～12欧硅上) CORALTM(5K在低电阻硅上) Tox(1K在8～12欧硅上) BLACKDIAMONDTM   JSR LEB-043TM(5K在低电阻硅上)
  实施例1   50   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1
  实施例2   50   N.T.   N.T.   N.T.   N.T.   N.T.   ＜1

Claims (14)

1.一种用于从基底上去除残留物的组合物，该组合物包括：水；选自羟胺、羟胺盐化合物以及它们的混合物中的至少一种；和缓蚀剂，条件是所述缓蚀剂不包括水溶性有机酸，并且其中所述组合物基本上不含添加的有机溶剂。
2.权利要求1的组合物，其包括羟胺，并且其中所述羟胺是选自羟胺、羟胺的烷基取代衍生物及它们的混合物中的至少一种。
3.权利要求2的组合物，其中所述组合物的pH为约8～约12。
4.权利要求1的组合物，其包括羟胺盐化合物。
5.权利要求1的组合物，其中所述羟胺盐化合物选自下列当中的一种：硫酸羟铵、硝酸羟铵、磷酸羟铵、氯化羟铵、草酸羟铵、柠檬酸羟铵、羟胺盐化合物的烷基取代衍生物和它们的混合物。
6.权利要求4的组合物，其中所述组合物的pH为约3～约7。
7.一种从基底上去除残留物的方法，该方法包括：用组合物接触所述基底，所述组合物包括：
40～99重量％的水；
1～30重量％的选自羟胺、羟胺盐化合物和它们的混合物中的至少一种；和
0.1～15重量％的缓蚀剂，条件是所述缓蚀剂不包括水溶性有机酸，并且其中所述组合物基本上不含添加的有机溶剂。
8.权利要求7的方法，其中所述缓蚀剂包括选自下列当中的至少一种：邻苯二酚、间苯二酚、苯酚、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、连苯三酚、苯并三唑、羧基苯并三唑、二乙基羟胺、三唑、果糖、硫代硫酸铵、四甲基胍、没食子酸酯、2-巯基-5-甲基苯并咪唑、3-巯基-1，2-丙二醇、2-巯基噻唑啉、3-(2-氨基苯基硫)-2-羟基硫醇、3-(2-羟基乙基硫)-2-羟基丙基硫醇和它们的混合物。
9.权利要求8的方法，其中所述缓蚀剂包括选自下列当中的至少一种：2-巯基-5-甲基苯并咪唑、3-巯基-1，2-丙二醇、2-巯基噻唑啉、3-(2-氨基苯基硫)-2-羟基硫醇、3-(2-羟基乙基硫)-2-羟基丙基硫醇和它们的混合物。
10.权利要求7的方法，其中所述组合物包括羟胺，并且其中所述羟胺是选自羟胺、羟胺的烷基取代衍生物和它们的混合物当中的至少一种。
11.权利要求7的方法，其中所述组合物包括所述羟胺盐化合物。
12.权利要求11的方法，其中所述羟胺盐化合物选自下列当中的一种：硫酸羟铵、硝酸羟铵、磷酸羟铵、氯化羟铵、草酸羟铵、柠檬酸羟铵、羟胺盐化合物的烷基取代衍生物和它们的混合物。
13.一种用于从基底上去除残留物的方法，该方法包括用组合物接触所述基底，所述组合物包括：水；选自羟胺、羟胺盐化合物以及它们的混合物中的至少一种；和缓蚀剂，条件是所述缓蚀剂不包括水溶性有机酸，并且其中所述组合物基本上不含添加的有机溶剂。
14.一种限定图案的方法，其中包括：
将光刻胶涂覆到基底上；
在所述光刻胶上光刻地限定图案；
将所述图案转移到所述基底的至少一部分上；
将所述图案蚀刻到所述基底中以形成图案化的基底；
将所述图案化的基底暴露于活化的反应性气体以去除所述光刻胶的至少一部分并提供残留物；
通过用组合物接触所述基底从所述基底上去除残留物，所述组合物包括：水；选自羟胺、羟胺盐化合物以及它们的混合物中的至少一种；和缓蚀剂，条件是所述缓蚀剂不包括水溶性有机酸，并且其中所述组合物基本上不含添加的有机溶剂。
CNA2006101359356A 2005-10-13 2006-10-13 水性清洗组合物及使用该组合物的方法 Pending CN1949084A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/249207 2005-10-13
US11/249,207 US7879782B2 (en) 2005-10-13 2005-10-13 Aqueous cleaning composition and method for using same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1949084A true CN1949084A (zh) 2007-04-18

Family

ID=37726650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006101359356A Pending CN1949084A (zh) 2005-10-13 2006-10-13 水性清洗组合物及使用该组合物的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7879782B2 (zh)
EP (1) EP1775339B1 (zh)
JP (2) JP4880416B2 (zh)
KR (1) KR100849913B1 (zh)
CN (1) CN1949084A (zh)
AT (1) ATE533833T1 (zh)
SG (2) SG136953A1 (zh)
TW (1) TWI297106B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102004399A (zh) * 2009-08-31 2011-04-06 气体产品与化学公司 富含水的剥离和清洗制剂及其使用方法
CN109545667A (zh) * 2018-11-21 2019-03-29 德淮半导体有限公司 半导体结构及其形成方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8551682B2 (en) 2007-08-15 2013-10-08 Dynaloy, Llc Metal conservation with stripper solutions containing resorcinol
TWI446400B (zh) * 2007-10-05 2014-07-21 Schott Ag Fluorescent lamp with lamp cleaning method
US8361237B2 (en) * 2008-12-17 2013-01-29 Air Products And Chemicals, Inc. Wet clean compositions for CoWP and porous dielectrics
JP2012531734A (ja) * 2009-06-25 2012-12-10 ラム・リサーチ・アーゲー 半導体ウエハを処理するための方法
JP5646882B2 (ja) * 2009-09-30 2014-12-24 富士フイルム株式会社 洗浄組成物、洗浄方法、及び半導体装置の製造方法
US8530356B2 (en) 2011-10-07 2013-09-10 Applied Materials, Inc. Method of BARC removal in semiconductor device manufacturing
US9245751B2 (en) 2013-03-12 2016-01-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Anti-reflective layer and method
US9543147B2 (en) 2013-03-12 2017-01-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photoresist and method of manufacture
US9256128B2 (en) 2013-03-12 2016-02-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
US9502231B2 (en) 2013-03-12 2016-11-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photoresist layer and method
JP6542393B2 (ja) * 2016-01-05 2019-07-10 富士フイルム株式会社 処理液、基板の洗浄方法および半導体デバイスの製造方法
WO2024115455A1 (en) 2022-11-29 2024-06-06 Arteco N.v. Heat-transfer fluids with low electrical conductivity comprising oxime functionality, methods for their preparation and uses thereof

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5279771A (en) * 1990-11-05 1994-01-18 Ekc Technology, Inc. Stripping compositions comprising hydroxylamine and alkanolamine
US6187730B1 (en) * 1990-11-05 2001-02-13 Ekc Technology, Inc. Hydroxylamine-gallic compound composition and process
US6121217A (en) * 1990-11-05 2000-09-19 Ekc Technology, Inc. Alkanolamine semiconductor process residue removal composition and process
US6825156B2 (en) 2002-06-06 2004-11-30 Ekc Technology, Inc. Semiconductor process residue removal composition and process
US7144848B2 (en) 1992-07-09 2006-12-05 Ekc Technology, Inc. Cleaning compositions containing hydroxylamine derivatives and processes using same for residue removal
US5419779A (en) * 1993-12-02 1995-05-30 Ashland Inc. Stripping with aqueous composition containing hydroxylamine and an alkanolamine
JP2911792B2 (ja) * 1995-09-29 1999-06-23 東京応化工業株式会社 レジスト用剥離液組成物
TW426816B (en) 1996-04-17 2001-03-21 Ekc Technology Inc Hydroxylamine-gallic compound composition and process
US20040134873A1 (en) 1996-07-25 2004-07-15 Li Yao Abrasive-free chemical mechanical polishing composition and polishing process containing same
DE69734868T2 (de) * 1996-07-25 2006-08-03 Dupont Air Products Nanomaterials L.L.C., Tempe Zusammensetzung und verfahren zum chemisch-mechanischen polieren
US5780406A (en) * 1996-09-06 1998-07-14 Honda; Kenji Non-corrosive cleaning composition for removing plasma etching residues
US5817610A (en) * 1996-09-06 1998-10-06 Olin Microelectronic Chemicals, Inc. Non-corrosive cleaning composition for removing plasma etching residues
US6030932A (en) 1996-09-06 2000-02-29 Olin Microelectronic Chemicals Cleaning composition and method for removing residues
US6245155B1 (en) * 1996-09-06 2001-06-12 Arch Specialty Chemicals, Inc. Method for removing photoresist and plasma etch residues
US5709756A (en) * 1996-11-05 1998-01-20 Ashland Inc. Basic stripping and cleaning composition
US6033993A (en) 1997-09-23 2000-03-07 Olin Microelectronic Chemicals, Inc. Process for removing residues from a semiconductor substrate
JP3773227B2 (ja) * 1997-10-16 2006-05-10 東京応化工業株式会社 レジスト用剥離液組成物およびこれを用いたレジスト剥離方法
US6432209B2 (en) * 1998-03-03 2002-08-13 Silicon Valley Chemlabs Composition and method for removing resist and etching residues using hydroxylazmmonium carboxylates
US6417112B1 (en) * 1998-07-06 2002-07-09 Ekc Technology, Inc. Post etch cleaning composition and process for dual damascene system
US6020297A (en) * 1999-04-06 2000-02-01 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Colorless polymaleates and uses thereof in cleaning compositions
JP3410403B2 (ja) 1999-09-10 2003-05-26 東京応化工業株式会社 ホトレジスト用剥離液およびこれを用いたホトレジスト剥離方法
US6361712B1 (en) * 1999-10-15 2002-03-26 Arch Specialty Chemicals, Inc. Composition for selective etching of oxides over metals
US6413923B2 (en) * 1999-11-15 2002-07-02 Arch Specialty Chemicals, Inc. Non-corrosive cleaning composition for removing plasma etching residues
JP4639567B2 (ja) 2001-09-28 2011-02-23 三菱瓦斯化学株式会社 フォトレジスト剥離液組成物
JP2003129089A (ja) 2001-10-24 2003-05-08 Daikin Ind Ltd 洗浄用組成物
JP2003155586A (ja) 2001-11-16 2003-05-30 Sumitomo Chem Co Ltd 電子部品用洗浄液
US6866792B2 (en) 2001-12-12 2005-03-15 Ekc Technology, Inc. Compositions for chemical mechanical planarization of copper
US6951710B2 (en) * 2003-05-23 2005-10-04 Air Products And Chemicals, Inc. Compositions suitable for removing photoresist, photoresist byproducts and etching residue, and use thereof
US7384900B2 (en) 2003-08-27 2008-06-10 Lg Display Co., Ltd. Composition and method for removing copper-compatible resist
US7435712B2 (en) 2004-02-12 2008-10-14 Air Liquide America, L.P. Alkaline chemistry for post-CMP cleaning
US20050205835A1 (en) * 2004-03-19 2005-09-22 Tamboli Dnyanesh C Alkaline post-chemical mechanical planarization cleaning compositions
US7682458B2 (en) * 2005-02-03 2010-03-23 Air Products And Chemicals, Inc. Aqueous based residue removers comprising fluoride

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102004399A (zh) * 2009-08-31 2011-04-06 气体产品与化学公司 富含水的剥离和清洗制剂及其使用方法
CN102004399B (zh) * 2009-08-31 2014-11-19 气体产品与化学公司 富含水的剥离和清洗制剂及其使用方法
CN109545667A (zh) * 2018-11-21 2019-03-29 德淮半导体有限公司 半导体结构及其形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW200715074A (en) 2007-04-16
KR20070041371A (ko) 2007-04-18
JP2011168795A (ja) 2011-09-01
EP1775339A1 (en) 2007-04-18
TWI297106B (en) 2008-05-21
US7879782B2 (en) 2011-02-01
SG136953A1 (en) 2007-11-29
KR100849913B1 (ko) 2008-08-04
JP4880416B2 (ja) 2012-02-22
ATE533833T1 (de) 2011-12-15
EP1775339B1 (en) 2011-11-16
US20070087948A1 (en) 2007-04-19
SG131867A1 (en) 2007-05-28
JP5449256B2 (ja) 2014-03-19
JP2007107001A (ja) 2007-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1949085B (zh) 用于去除残留物的水性清洗组合物及使用该组合物的方法
CN1949084A (zh) 水性清洗组合物及使用该组合物的方法
KR100942009B1 (ko) 포토레지스트, 에칭 잔류물 및 ｂａｒｃ를 제거하기 위한제제
US7674755B2 (en) Formulation for removal of photoresist, etch residue and BARC
EP1688798B1 (en) Aqueous based residue removers comprising fluoride
US6156661A (en) Post clean treatment
US20060003910A1 (en) Composition and method comprising same for removing residue from a substrate
EP1612858A2 (en) Composition for stripping and cleaning and use thereof
EP3599633B1 (en) Post etch residue cleaning compositions and methods of using the same
CN1776532A (zh) 从基片上除去残留物的组合物及其方法
CN1821886A (zh) 包含氟化物的水基除渣剂
EP1965418A1 (en) Formulation for removal of photoresist, etch residue and barc
KR102321217B1 (ko) 에칭 후 잔여물 세정 조성물 및 이의 사용 방법
CN1963678A (zh) 限定图案的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20070418