專利名稱：一種金屬腐蝕保護液及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型的金屬鋁銅流電腐蝕保護液及其在半導體領域的應用。
背景技術：
在半導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) 進行下一工藝步驟之前，光阻層材料的殘留物需徹底除去。在半導體制造工業(yè)中一般使用兩步法去除這層光阻層膜。第一步利用干法灰化除去光阻層(PR)的大部分；第二步利用清洗液清洗工藝除去剩余的光阻層。其中清洗的步驟一般為清洗液清洗、漂洗和干燥三過程。 在這個過程中只能除去殘留的聚合物光阻層和無機物，而不能攻擊損害金屬層如鋁層。在目前的濕法清洗工藝中，用得較多的清洗液是含有羥胺類的清洗液和含有氟化物的清洗液。而漂洗所用的媒介一般可分為水、溶劑和專門的漂洗液三類。溶劑漂洗常用的溶劑主要有異丙醇和N-甲基吡咯烷酮等。為了減少漂洗對金屬基材的腐蝕，羥胺類清洗液常采用先溶劑漂洗，再用水漂洗的過程。而氟類清洗液往往直接用水漂洗。但是氟類清洗液在水中漂洗時，其金屬鋁的腐蝕速率存在如圖1所示的變化過程。為了減少漂洗對金屬基材的腐蝕，在實際的過程中常采用大量的水快速漂洗，以便以較快的速度和較短的時間通過腐蝕速率較大的區(qū)域，以減少金屬的腐蝕。而這往往帶來漂洗過程操作窗口過小的問題。需要特別指出的是，在半導體鋁制程工藝過程中，如果鋁銅在沉積的過程中，鋁銅的晶粒分布不均勻、晶粒過大或沉積速度太快，這會導致鋁線在漂洗時產生流電腐蝕。從而導致半導體器件的良率下降，影響半導體的性能，甚至整個器件失效。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是從根本上解決半導體晶圓蝕刻灰化后清洗過程中的金屬腐蝕問題，抑制可能產生的流電腐蝕，同時使漂洗過程具有較大的操作窗口，提供一種操作簡易且效果顯著的半導體晶圓清洗后的漂洗金屬保護液。本發(fā)明的上述目的是通過下列技術方案來實現(xiàn)的保護液組成是，1)5-40% 水，優(yōu)選 10-30%，》10ppm-3%含羧基聚合物，3) 59-94% 有機溶劑。在本發(fā)明中，所述的含羧基的聚合物是含羧基的均聚物和/或含羧基的共聚物和/或鹽。所述的含羧基的均聚物和/或含羧基的共聚物較佳地為聚馬來酸酐、聚丙烯酸 (PAA)、聚甲基丙烯酸、丙烯酸與馬來酸共聚物、苯乙烯與馬來酸共聚物、丙烯腈與丙烯酸共聚物、乙烯與丙烯酸共聚物，優(yōu)選丙烯酸與馬來酸共聚物；所述的鹽是銨鹽，如聚丙烯酸銨、 聚甲基丙烯酸銨和苯乙烯與丙烯酸銨共聚物。
在本發(fā)明中，本發(fā)明所述的溶劑為水溶性的溶劑，即與水互溶的溶劑。較佳地為醇、亞砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一種或多種。所述的醇較佳地為乙醇、乙二醇、丙三醇、戊五醇、山梨醇。所述的亞砜較佳地為二甲基亞砜；所述的砜較佳地為甲基砜或環(huán)丁砜；所述的咪唑烷酮為2-咪唑烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的吡咯烷酮為N-甲基吡咯烷酮、N-環(huán)己基吡咯烷酮、N-羥乙基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮為 1，3_二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醇醚較佳地為乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、三乙二醇單甲醚。使用本發(fā)明的保護液的方法是在用光阻清洗液去除晶圓上刻蝕殘余物以后，先用本發(fā)明的保護液漂洗晶圓，再用去離子水漂洗之后甩干即可。綜上，本發(fā)明的積極進步效果在于1)提供了一種操作簡易且效果顯著的半導體晶圓清洗后的漂洗金屬保護液，對流電腐蝕較好的抑制作用；3)提供了一種氟類的清洗液漂洗工藝中，可以降低其最大的#蝕刻速率(即降低圖1中的峰高)，可以為漂洗提供更大的操作窗口。


圖1是含氟清洗液在水中漂洗時金屬腐蝕速率與溶液稀釋比例的關系圖；圖2(a)是未使用本發(fā)明的漂洗液直接用水漂洗產生流電腐蝕的情況，圖2(b)是使用本發(fā)明的漂洗液對流電腐蝕的抑制情況。
具體實施例方式為了說明本發(fā)明的效果，我們根據(jù)已公開的具有典型意義的專利配置了一種含氟清洗液(詳見表1)；并測試了其在水中稀釋時金屬腐蝕速率(詳見表2)。表1含氟清洗液組成
權利要求
1.一種金屬腐蝕保護液，其包含1)水，質量百分含量為5-40%；2)含羧基聚合物，質量百分含量為10ppm-3%；3)有機溶劑，質量百分含量為59-94%。
2.如權利要求1所述保護液，其特征在于，所述水的質量百分含量為10-30%。
3.如權利要求1所述保護液，其特征在于，所述含羧基的聚合物是含羧基的均聚物和/ 或含羧基的共聚物和/或鹽。
4.如權利要求3所述保護液，其特征在于，所述含羧基的均聚物和/或含羧基的共聚物為選自聚馬來酸酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丙烯酸與馬來酸共聚物、苯乙烯與馬來酸共聚物、丙烯腈與丙烯酸共聚物、乙烯與丙烯酸共聚物中的一種或多種，所述的鹽是銨鹽。
5.如權利要求4所述保護液，其特征在于，所述含羧基的均聚物和/或含羧基的共聚物為選自聚丙烯酸銨、聚甲基丙烯酸銨和苯乙烯與丙烯酸銨共聚物中的一種或多種，所述的鹽是丙烯酸和/或馬來酸共聚物。
6.如權利要求1所述保護液，其特征在于，所述有機溶劑選自醇、亞砜、砜、咪唑烷酮、 吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一種或多種。
7.如權利要求6所述保護液，其特征在于，所述醇為乙醇、乙二醇、丙三醇、戊五醇和/ 或山梨醇；所述亞砜為二甲基亞砜；所述砜為甲基砜或環(huán)丁砜；所述的咪唑烷酮為2-咪唑烷酮和/或1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮；所述吡咯烷酮為N-甲基吡咯烷酮、N-環(huán)己基吡咯烷酮和/或N-羥乙基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮為1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺為二甲基甲酰胺和/或二甲基乙酰胺；所述的醇醚為乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚和/或三乙二醇單甲醚。
8.如權利要求1-7任一項保護液在半導體領域的應用，在用光阻清洗液去除晶圓上刻蝕殘余物以后，先用所述保護液漂洗晶圓，再用去離子水漂洗之后甩干。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型的金屬腐蝕保護液及其應用，保護液組成是1)5-40％水，優(yōu)選10-30％；2)10ppm-3％含羧基聚合物；3)59-94％有機溶劑，該保護液不僅本身對鋁、銅的腐蝕速率較低，同時具有操作簡易且效果顯著的特點。因此該新型的保護液在金屬清洗和半導體晶片清洗等微電子領域具有良好的應用前景。
文檔編號C23F1/02GK102296294SQ20101021210
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權日2010年6月25日
發(fā)明者劉兵, 孫廣勝, 彭洪修, 王勝利 申請人:安集微電子(上海)有限公司