TW200413501A - Solution for removal residue of post dry etch - Google Patents

Description

200413501 五、發明說明（1) [發明所屬之技術領域]

本發明是有關於一種半導體清洗製裎，且特別是有關 於去除乾蝕刻後（post dry etch)殘留物之清洗容、夜。 [先前技術] 彳々A 雀虫刻製程可說是整個半導體製程中，最重要的步驟之 二。=而言，光罩上面的元件圖案是先藉著微影製程而 轉私到光阻上。然後再利用敍刻製程’來完成整個圖荦轉 ::::上：最終目的。這層經過微影與蝕刻的薄膜，將 的一部分。以金氧半導體元件或互補式金氧 +導組几件的製程為例，這層薄膜可能是二 〇 ^氮Λ石夕iSM4) ’複晶石夕（P〇ly — Sl)，銘合金⑴Μ—) 與、u S ϋ μ ^ ^的主要材料，都必須經過薄膜沈積、微 ^ 〇' Χ彳的這個流程，以便一層一層地進行元件的製 於基形：：；=導體圖案的製程中，通常會先 其他金屬材料如銘等；後乳化μ與；層導體層⑽ 光阻層。接著，利用伞 再於此ν體層上形成一圖案化 對曝露之導_ #>，阻層作為蝕刻罩幕，利用乾蝕刻法 光阻層…進…’以形成導體圖案。之後再去除 層之^含ΐί述導二圖案的製程中，由於姓刻導體 以及導體層產生化風專孔體，而上述氣體會與光阻層 子應而在光阻層與導體層的側壁形成 200413501 五、發明說明（2) m!: 2高分子殘留物除了會影響後續製裎之 夕卜通會造成導體層之性能變差，因此在移除 常會進行一洗淨製程以移除乾触刻後附； 圖木表面之高分子殘留物。 、也 習知移除上述之高分子殘留物的方法是以灰化 Ushlng)光阻層後，再浸入熱硫酸溶液中。然而，以* ? 灰化及熱硫酸法並無法完全去除附著於側古 =^ 甾物因此，經臭氧灰化與熱硫酸處理之晶片仍項 稀釋的氫氟酸液體中，而且浸入氫氟酸溶液之時間不=太 長’以避免晶片上之氧化物層受到蝕刻。雖然，高分子殘 留$可藉由特殊剝離劑以移除之，但不是很便利。因此， 去乾#刻後之清洗溶液仍是未來發展的重點。 [發明内容] ® %有鑑於此，本發明之一目的為提供一種去乾蝕刻後殘

之清洗溶液，可以有效的移除乾蝕刻後殘留於導體圖 案側壁高分子殘留物。 U 〜本發明提供一種去乾蝕刻後殘留物之清洗溶液，此清 ^，谷液至少是由硫酸、含氟化合物、過氧化氫與介面活性 ^二構成，其中硫酸含量為，·含氟化合物之 二量，1 ppm^ 1 0 0 00ppm，含氟化合物可為氫氟酸、氣化 j、鼠化二氫銨、六氟矽酸、氟硼酸（ΗβΙ?4)，·過氧化氫之 -量為O.lwtMUwt% ;介面活性劑之含量為i _至 〇〇0Pm，而介面活性劑可為陽離子型介面活性劑、陰離 子型介面活性劑或非離子型介面活性劑。 8858iwf.

Ptd 第9頁 200413501 另外提供 圓，該晶 具有高分 、過氧化 高分子殘 發明之清 之高分子 高製程裕 劑耗損， 發明之上 文特舉較 五、發明說明（3) 本發明 括提供一晶 體層表面上 含氟化合物 圓’以去除 使用本 圖案線表面 因此可以提 率、節省溶 為讓本 顯易懂，下 說明如下： —種乾蝕刻 圓上具有一 子殘留物。 氧與介面活 留物。 洗溶液不但 殘留物，又 度（Process 而能夠降低 述和其他目 佳實施例， 後之清洗方法，此方法包 蝕刻後之導體層，且此導 然後’以至少包括硫酸、 性劑之清洗溶液清洗晶 可以徹底移除殘留在導體 可以避免毀害導體圖案， Window)、提高清洗效 成本並增加產能。 的、特徵、和優點能更明 並配合所附圖式，作詳細 [實施方式] ^ 本發明係提供一種去乾蝕刻後殘留物之清洗溶液，此 清洗溶液至少是由硫酸、含氟化合物、過氧化氫與介面活 性劑所構成’其中硫酸含量範圍為lwt%至3〇^^% •，含氟化 合物之含量範圍為i ppm至1〇〇〇〇{)1)111，含氟化合物可為氫 貌酸、氟化銨、氟化二氫銨、氟矽酸、氟硼酸（HBf4);過 氧化氫之含量範圍為〇· lwt%至15wt°/。；介面活性劑之含量 為1 ppm 至1〇〇〇〇ppm 〇 介面活性劑例如是脂肪酸酯類、脂肪酸甘油脂類、脂 肪酸山梨醇酯類、琥珀酸酯類、脂肪酸醯胺類、磷酸酯 類、硫酸酯類、磺酸鹽類與醋酸鹽類或上述化合物之氟化 衍生物。

200413501 五、發明說明（4) 使用本發明之清洗溶液可以有效的除去乾蝕刻後附著 於導體圖案側壁之高分子殘留物’而且不會增加製程困難 度。 為更詳細的說明本發明’特配製以包括硫酸、含氣化 合物、過氧化氫與介面活性劑之清洗溶液之樣品。 樣品甲為硫酸含量為1 2wt%、過氧化氫2· 5wt %、氣化 銨50ppm、介面活性劑A 50ppm。其中，介面活性劑A為全 氟化辛烷基磺酸胺。 樣品乙為硫酸含量為7 · 5 w t %、過氧化氫2 · 5 w t %、 氟化二氫銨50ppm、介面活性劑B 3 00ppm。其中，介面活 性劑B 為烷基奈石黃酸（Alkylnaphthalene sulphonic acid BASF Nekal SBC)。 樣品丙為硫酸含量為3wt %、過氧化氫2·5 wt%、介 面活性劑B 300ppm。介面活性劑B為燒基萘績酸 (Alkylnaphthalene sulphonic acid BASF Nekal SBC) 〇 樣品丁為硫酸含量為7.5 wt %、過氧化氫2.5 、 氟石夕酸250ppm。 樣品戊為硫酸含量為7.5 wt %、過氧化氣2·5 wt%、

氟石夕酸50ppm介面活性劑C 1 50ppm。介面活性劑c為壬紛六 聚氧乙婦喊硫酸胺。 比較例為硫酸含量為7 · 5 w t %、過氧化氫2 · 5 w t %、 氫氣酸lOOppm。 然後，分別以上述六種溶液以浸泡，喷灑（spr ay )或 旋轉喷灑（spin etch)之方式移除經乾蝕刻後附著於導體

200413501 五、發明說明（5) -—" II I" ---- 圖案表面夕古八2 & ^ 為〇。〇9〇匕：殘留物。其中’對晶圓進行清洗之溫度 L左右。以喷灑（spray)或噴灑旋轉（spi n etch) 大氣^ *晶圓進行清洗時之喷洗壓力為0· 5大氣壓力〜2·0 速戶Α η之間。喷灑旋轉之方式對晶圓進行清洗時旋轉之 遝没兩ϋ rpm〜5〇〇q rpm· μ德、 於基底上形成一層複晶矽層與一層圖案化光阻 層後，以圖幸化氺阳JS炎宠苗 、尽®亦 光阻層所暴露之禮曰二厣 利用乾蝕刻法移除圖案化 備出複數個且古日日g ，之後移除圖案化光阻層，而製 ，出m數個具有經乾㈣後導體 有經乾餘刻後導體圖案之基底分別pi 甲、樣品乙、樣品戊與比較例 式浸入樣品 另外，分別以噴灑之方式將i t液中。 有經乾蝕後導體圖案之基底表面，丙與樣品丁喷灑於具 接著’說明樣品甲、樣品乙、 戊與比較例之差異。 稼°σ丙、樣品丁、樣品 請參照第1圖所繪示之未經過、、主細办、 圖案的掃瞄式電子顯微鏡照相圖。容液處理前之導體 表面附著有高分子殘留物。 ☆圖中’導體圖案之 接著，請參照第2圖、第3圖、 圖、第7圖所繪示之分別以樣品甲 :、第5圖、第β 品丁、樣品戊與比較例之清洗溶 ’ 乙、樣品丙、樣 瞄式電子顯微鏡照相圖。在第2圖处，後之導體圖案的掃 面之高分子聚合物已被完全清除於導體圖案上方表 出有部分高分子殘留物附著於導 2然可以彳艮明顯的看 霞圖案側邊表面。 8858twf.ptd $ 12頁 麵 「200413501 五、發明說明（6) 接著，請參 後之導體圖案的 導體圖案表面高 面活性之含量對 著之效果。 接著，請參 後之導體圖案的 可明顯看出導體 除，故可知不含 附著物。 接著，請參 後之導體圖案的 大部分之高分子 接著，請參 後之導體圖案的 導體圖案上高分 接著，請參 後之導體圖案的 雖然導體圖案表 造成導體圖案之 本發明係利 氫、緩衝溶液與 後之高分子殘留 物之含量為Ippm ，第3圖所％示之樣品乙之清洗溶液處理 掃瞒式電子顯微鏡照相圖。在第3圖中， 勿子殘留物附著物已被清除，可知增加介 於導體側邊高分子殘留附著物之清除有顯 照第4圖所繪示之樣品丙之清洗溶液處理 掃瞄式電子顯微鏡照相圖。在第4圖中， 圖案侧邊尚分子殘留附著物完全無法去 氟離子化合物之溶液無法去除高分子殘留 ，第5圖所繪示之樣品丁之清洗溶液處理 掃瞄式電子顯微鏡照相圖。在第5圖中， 殘留物附著物已被清除。 ，第6圖所繪示之樣品戊之清洗溶液處理 知'目田式電子顯微鏡照相圖。在第6圖中， 子殘留物附著物已被完全清除。 照第7圖所繪示之比較例之清洗溶液處理 知目田式電子顯微鏡照相圖。在第7圖中， 面高分子殘留物附著物已被清除，但是卻 腐蚀。 用至少包括硫酸、含氟化合物、過氧化 介面活性劑所構成之清洗溶液移除乾蝕刻 物。硫酸含量為2wt%至30wt% ;含氟化合 至1 000 Oppm，含氟化合物可為氫氟酸、氟 8858twf.ptd 第13頁 £00413501 五、發明說明（7) 化銨、氟化二氫銨、氟矽酸、氟硼酸（HBF4 );過氧化氫之 含量為0· 1至15wt% ;介面活性劑之含量為1 ppm至 1 00 00pm。由於含氟化合物之濃度較低，因此使用本發明 之清洗溶液不但可以徹底移除殘留在導體圖案線表面"之高 分子殘留物，又可以避免毁害導體圖案，因此可以提高= 程裕度（process window)、提高清洗效率、節省溶 衣 考貝’而且能夠降低成本並增加產能。 毛 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並 限定本發明，任何熟習此技藝者’在不脫離^發明用以 和範圍内’當可作各種之更動與潤飾，因此本^ <精神

範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。x 之保護

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Claims (1)

1. 「200413501 六、申請專利範圍 1 · 一種去除乾蝕刻後殘留物之清洗溶液，該清洗溶液 至少包括硫酸、一含氟化合物、過氧化氫與一介面活性 劑。 - 2 ·如申請專利範圍第1項所述之去除乾蝕刻後殘留物 之清洗溶液，其中硫酸含量為2 w t %至3 0 w t %。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之去除乾蝕刻後殘留物 之清洗溶液，其中該含氟化合物係選自氫氟酸、氟化銨、 氟化二氫銨、氟矽酸、與氟硼酸所組成之族群。

   4 ·如申請專利範圍第3項所述之去除乾蝕刻後殘留物 之清洗溶液，其中該含氟化合物之含量為1 ppm至 10000pm。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之去除乾敍刻後殘留物 之清洗溶液，其中過氧化氫之含量為〇· lwt%至丨5wt%。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之去除乾蝕刻後殘留物 之清洗溶液，其中該介面活性劑係選自脂肪酸酯類、脂肪 ^甘油脂類、脂肪酸山梨醇酯類、琥珀酸酯類、脂肪酸醯 胺類、磷酸g旨類、硫酸酯類、磺酸鹽類與醋酸鹽類所組之 族群。

   7 ·如申請專利範圍第6項所述之去除乾蝕刻後殘留物 之清洗溶液，其中該介面活性劑之含量為丨ppm至 1 00 00pm 〇 8 ·如申請專利範圍第1項所述之去除乾蝕刻後殘留物 =清洗溶液，其中該介面活性劑係選自脂肪酸酯類、脂肪 酸甘油脂類、脂肪酸山梨醇酯類、琥珀酸酯類、脂肪酸醯

   β〇0413501 六、申請專利範圍 胺類、破酸酯類、硫酸酯類、磺酸鹽類與醋酸鹽類之氟化 衍生物所組之族群。 9 ·如申請專利範圍第8項所述之去除乾蝕刻後殘留物 之清洗溶液’其中該介面活性劑之含量為1 ppm至 10000pm。 1 〇 · 一種乾蝕刻後之清洗方法，至少包括下列步驟·· 提供一晶圓，該晶圓上具有乾蝕刻及灰化處理後之一 導體層’該導體層表面上具有一高分子殘留物；以及 以一清洗溶液清洗該晶圓，以去除該高分子殘留物， 該清洗溶液至少包括硫酸、一含氟化合物、過氧化氫與一 介面活性劑，其中硫酸含量為2wt%至30wt% :該含氟化合 物之含篁為Ippm至l〇〇〇〇ppm ;過氧化氫之含量為〇 iWf%至 15wt% ;該介面活性劑之含量為ippm至l〇〇〇〇ppm。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之去除乾蝕刻後之清 洗方法，其中以§亥清洗溶液清洗該晶圓之方法包括： 將該清洗溶液置於一清洗槽中，以及將該晶圓浸泡 (d i p)入含該清洗溶液之該清洗槽中。或將該清洗溶液喷 灑（spray)於該晶圓上。或將該清洗溶液噴灑於該晶圓上 並旋轉該晶圓（Spin etch)。 1 2 ·如申請專利範圍第11項所述之去除乾餘刻後之、、主 洗方法’其中该清洗溶液清洗該晶圓之操作溫度為Q。厂至 9 0 DC之間。 1 3 ·如申請專利範圍第11項所述之去除乾飯刻後之清 洗方法，其中將該清洗溶液噴灑（s P r a y )於該晶圓上。咬

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   ,200413501 六、申請專利範圍 將該清洗溶液喷灑於該晶圓上並旋轉該晶圓（S p i n e t c h ) 之喷洗壓力為0.5大氣壓力〜2.0大氣壓力之間。 1 4.如申請專利範圍第1 1項所述之去除乾蝕刻後之清 洗方法，其中將該清洗溶液喷灑於該晶圓上並旋轉該晶圓 (Spin etch)之旋轉之速度為0 rpm〜5000 rpm。

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