一种等离子刻蚀清洗后中和清洗剂的制作方法

本发明涉及一种等离子刻蚀清洗后中和清洗剂。

背景技术：

1、上世纪七十年代，随着半导体材料、设备技术的进一步发展，半导体制造技术已经进入了微米级别，相应的清洗工艺也随着对金属刻蚀要求的增高有了很大的改进。当时用到的光阻主要是i-line酚醛树脂光阻，所以清洗过程需要清洗液具有良好的大分子溶解能力，以二甲亚砜(dmso)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、醚等有机溶剂体系的清洗液应用而生。但由于湿法刻蚀工艺、lift-off剥离工艺特点使得他们不能满足更小线宽、更高集成密度工艺的需求。

2、到了90年代，等离子体刻蚀技术在半导体上取得了重大进步，由于其各项异性的刻蚀特征，使得刻蚀图形更加精准，刻蚀线宽更小，金属侧壁控制更好，同时刻蚀后副产物可以以气体的形式被带走，只有少量的副产物(polymer)需要通过湿法化学品进行清洗。

3、一般来说，等离子刻蚀后有专用清洗液能够针对刻蚀后残留物进行有效的清洗，但是会在晶圆表面有残留。这些清洗液残留物一般呈碱性，若不加去除，会对晶圆表面材料有腐蚀。为了避免在后续的水洗中腐蚀金属，在清洗后会使用ipa或nmp以中和并清洗掉清洗液残留物。另外，为了进一步减小腐蚀，一般会在di槽中通入co2进一步减小腐蚀的发生。

4、然而，由于nmp具有很强的毒性和环境污染性，使得它的使用受到了制约。nmp有一个统一的分类，认为对生殖有毒，并可能损害胎儿。因此，它是一种cmr物质(三致物质，即致癌、致突变、致畸)。此外，它会刺激眼睛和皮肤，并可能引起呼吸道刺激。2011年，nmp作为一种高度关注的物质(svhc)被添加到候选清单中，并于2018年提出了一项提案，将其视为一种须经授权的物质(reach法规附件xiv中的第8条建议)。2019年欧盟的一项法规将nmp添加到reach附件xvii中。除欧盟、美国外，很多地区也开始限制nmp的使用，且对使用nmp的厂家征收更多的税。

5、基于此，市场开始寻找替代nmp的产品以作为等离子刻蚀后清洗液残留物的中和清洗剂。市场上已有的中和清洗剂对铜不友好，腐蚀性较强，不能满足市场需求。

6、因此与铜兼容性强的中和清洗剂的开发迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题是为了克服现有技术中等离子刻蚀清洗后中和清洗剂对铜不友好或腐蚀性较强等缺陷，而提供了一种等离子刻蚀清洗后中和清洗剂。本发明的中和清洗剂中和力强、对金属和介质层腐蚀速率低、对杂质离子的清除效果好。

2、本发明提供了一种中和清洗剂：其原料包括下列质量分数的组分：1％-5％半胱氨酸、1％-5％羟胺、0.1％-0.5％eo-po-eo嵌段共聚物l31、0.1％-1％表面活性剂b、0.1-1％螯合剂和水，水补足余量；各组分质量分数之和为100％；所述各组分质量分数为该组分在中和清洗剂中的质量分数；

3、其中，所述的表面活性剂b为

4、

5、所述中和清洗剂，所述螯合剂可为本领域常规的螯合剂，优选乳酸。

6、所述中和清洗剂，所述水可为本领域常规，优选去离子水。

7、所述中和清洗剂，所述半胱氨酸的质量分数优选1％，2.5％或5％。

8、所述中和清洗剂，所述羟胺的质量分数优选3％-5％。

9、所述中和清洗剂，所述eo-po-eo嵌段共聚物l31的质量分数优选0.3％-0.5％。

10、所述中和清洗剂，所述表面活性剂b的质量分数优选0.5％-1％。

11、所述中和清洗剂，所述螯合剂的质量分数优选0.5％-1％，更优选0.5％-0.6％。

12、在本发明一实施方案中，所述的螯合剂为乳酸；

13、所述羟胺的质量分数为3％-5％；

14、所述eo-po-eo嵌段共聚物l31的质量分数为0.3％-0.5％；

15、所述表面活性剂b的质量分数为0.5％-1％；

16、所述螯合剂的质量分数为0.5％-1％。

17、在本发明一实施方案中，所述的螯合剂为乳酸；

18、所述羟胺的质量分数为3％-5％；

19、所述eo-po-eo嵌段共聚物l31的质量分数为0.3％-0.5％；

20、所述表面活性剂b的质量分数为0.5％-1％；

21、所述螯合剂的质量分数为0.5％-0.6％。

22、在本发明一实施方案中，所述中和清洗剂，其原料由下列质量分数的组分组成：1％-5％半胱氨酸、1％-5％羟胺、0.1％-0.5％eo-po-eo嵌段共聚物l31、0.1％-1％表面活性剂b、0.1％-1％螯合剂和水，水补足余量；

23、其中，所述半胱氨酸的质量分数、所述羟胺的质量分数、所述eo-po-eo嵌段共聚物l31的质量分数、所述表面活性剂b的质量分数、所述螯合剂的种类、所述螯合剂的质量分数、所述水的种类和所述水的质量分数均同前所述。

24、较佳地，所述中和清洗剂由以下任一配方组成：

25、方案一：2.5％半胱氨酸、3％羟胺、0.3％eo-po-eo嵌段共聚物l31、0.5％所述表面活性剂b、0.5％乳酸和补足余量的去离子水；

26、方案二：2.5％半胱氨酸、3％羟胺、0.3％eo-po-eo嵌段共聚物l31、0.5％所述表面活性剂b、0.6％乳酸和补足余量的去离子水；

27、方案三：1％半胱氨酸、3％羟胺、0.5％eo-po-eo嵌段共聚物l31、0.5％所述表面活性剂b、0.5％乳酸和补足余量的去离子水；

28、方案四：1％半胱氨酸、3％羟胺、0.3％eo-po-eo嵌段共聚物l31、0.5％所述表面活性剂b、0.5％乳酸和补足余量的去离子水；

29、方案五：2.5％半胱氨酸、5％羟胺、0.3％eo-po-eo嵌段共聚物l31、0.5％所述表面活性剂b、0.5％乳酸和补足余量的去离子水；

30、方案六：5％半胱氨酸、3％羟胺、0.3％eo-po-eo嵌段共聚物l31、0.5％所述表面活性剂b、0.5％乳酸和补足余量的去离子水；

31、方案七：2.5％半胱氨酸、3％羟胺、0.3％eo-po-eo嵌段共聚物l31、0.5％所述表面活性剂b、1％乳酸和补足余量的去离子水；

32、方案八：2.5％半胱氨酸、3％羟胺、0.3％eo-po-eo嵌段共聚物l31、1％所述表面活性剂b、0.5％的乳酸和补足余量的去离子水。

33、本发明还提供了一种上述中和清洗剂的制备方法，其包括以下步骤：将所述的原料混合，即可。

34、所述制备方法中，所述混合优选为将所述原料中的固体组分加入到液体组分中，搅拌均匀，即可。

35、所述制备方法中，所述混合的温度优选为室温。

36、所述制备方法中，较佳地，所述混合后，还进一步包含振荡，过滤的操作，所述振荡的目的是为了使各原料组分充分混合，所述振荡速度和时间不限，所述过滤是为了除去不溶物。

37、本发明还提供了一种上述中和清洗剂在等离子刻蚀清洗后在清洗硅晶片上中的应用；

38、所述应用中，所述的晶片的浸泡时间优选为20-90min。

39、所述应用中，所述的晶片的浸泡温度优选为室温。

40、所述应用中，所述晶片浸泡结束后，还优选包括水洗(例如去离子水清洗)和吹干(例如氮气吹干)。

41、本发明中，“室温”是指10-30℃。

42、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

43、本发明中表面活性剂b为自制，其它所用试剂和原料均市售可得。

44、本发明的积极进步效果在于：本发明的中和清洗剂中和力强，对金属和介质层腐蚀速率低，对杂质离子的清除效果好。