一种酸性清洗液的制作方法

本发明涉及一种酸性清洗液。

背景技术：

1、化学机械研磨(chemical mechanical polishing；以下称为“cmp”)工序也可称为平坦化(planarization)工序，是指为了实现精确图案化而将磨耗等的物理工序和氧化或螯合(chelation)等的化学工序相结合的工序。具体地，cmp工序将具有活性化学性质的研磨浆料组合物结合到摩擦半导体晶圆表面的研磨垫而执行，所述研磨浆料组合物中所包含的磨粒和研磨垫的表面突起与半导体晶圆的表面发生机械摩擦而对半导体晶圆表面进行机械研磨，从而能够有效去除成层时所使用的多余物质。

2、在cmp工序之后会产生在执行诸如多层膜形成、蚀刻和cmp工序等的多种加工作业期间所产生的残留物或者被去除的层所引起的颗粒导致的污染物。这些残留物或污染物成为在形成金属配线或各种结构的后续工序中造成配线受损、加重结构表面损伤等的半导体器件的电性能不良的诱因。因此，在cmp工序之后，执行去除残留物或污染物的清洗作业是必不可少的后续工序。

3、此外，目前最常用的是能够实现更快的绝缘体研磨速率，可以使氧化物侵蚀最小化的含有氧化铈磨粒的氧化铈浆料。但是，由于氧化铈颗粒相对于氧化硅膜和氮化硅膜的表面携带相反电荷的zeta电位(zeta potential)，因此在后续的清洗工序中不易去除。如果在半导体晶圆上残留有这种氧化铈浆料残留物的状态下执行后续工序，则会引起因残留物而发生短路、电阻增大的其他问题。

4、目前，包含氢氟酸(hf)和氨水(nh4oh)的清洗剂被用作去除氧化铈浆料残留物的最有效的湿式清洗剂。但是，在执行清洗工序期间，所述氢氟酸不仅会将氧化硅膜及其他低介电物质过度蚀刻到静态水平以上，还为使氢氟酸不残留，要追加执行用于去除氢氟酸的后续清洗工序，因此，存在工序成本及工序步骤增加的问题。

5、因此，需要开发一种能够防止cmp后研磨工序中所产生的污染物等再吸附的情况，并且在不损伤半导体晶圆(尤其是氧化硅膜)表面的前提下呈现出优异的清洗能力的cmp后清洗液。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是为了克服现有酸性清洗剂中氢氟酸对清洗效果和清洗工艺影响较大的问题，从而提供了一种酸性清洗液。本发明的酸性清洗液具有如下的一个或多个优点：具有较好的清洗效果，可以抑制半导体晶圆的损伤，具有较好的bta清除效果。

2、本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

3、本发明中提供了一种酸性清洗液，其原料包括下列质量分数的组分：0.1-4％有机胺、0.1-9％酸、氟化物、缓蚀剂、螯合剂、表面活性剂和水，水补足余量，各组分质量分数之和为100％；所述的表面活性剂为磺酸盐类阴离子表面活性剂；所述的酸与所述的有机胺的质量比为(1-3):1；

4、各组分的质量分数为各组分的质量占所述的酸性清洗液中所有组分总质量的质量百分比。

5、所述的酸性清洗液的ph可为1-6，优选为1.5-5.5。

6、所述的酸性清洗液中，所述的酸与所述的有机胺的质量比可为(2.5-1):1，例如1:1、5:3或7:3。

7、所述的酸性清洗液中，所述的有机胺可为本领域清洗液常规的有机胺，优选为单乙醇胺、二甘醇胺、三乙醇胺、异丁醇胺和异丙醇胺中的一种或多种，例如单乙醇胺和/或三乙醇胺。

8、所述的酸性清洗液中，所述的有机胺的质量分数可为1-4％，例如3％。

9、所述的酸性清洗液中，所述的酸可为本领域清洗液常规的酸，优选为硫酸、硝酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸、磷酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸中的一种或多种，例如硝酸。

10、所述的酸性清洗液中，所述的酸的质量分数可为1-9％，优选为3-7％，例如3％、5％或7％。

11、所述的酸性清洗液中，所述的氟化物可为本领域清洗液常规的氟化物，优选为氟化铵、氟化氢铵和四甲基氟化铵中的一种或多种，例如氟化铵。

12、所述的酸性清洗液中，所述的氟化物的质量分数可为本领域清洗液常规的质量分数，优选为0.01-10％，更优选为0.1-10％，进一步优选为0.1-2％，例如0.8％、1.2％、1.5％或2％。

13、所述的酸性清洗液中，所述的缓蚀剂可为本领域清洗液常规的缓蚀剂，优选为2-巯基苯并噻唑、连苯三酚、邻苯二酚和5-氨基四唑中的一种或多种，例如2-巯基苯并噻唑。

14、所述的酸性清洗液中，所述的缓蚀剂的质量分数可为本领域清洗液常规的质量分数，优选为0.001-5％，更优选为0.01-5％，进一步优选为0.1-3％，例如0.8％。

15、所述的酸性清洗液中，所述的螯合剂可为本领域清洗液常规的螯合剂，优选为丙二酸、马来酸、精氨酸和edta中的一种或多种，例如丙二酸。

16、所述的酸性清洗液中，所述的螯合剂的质量分数可为本领域清洗液常规的质量分数，优选为0.001-10％，更优选为0.01-2％，进一步优选为0.1-2％，例如0.9％。

17、所述的酸性清洗液中，所述的表面活性剂可为十二烷基苯磺酸。

18、所述的酸性清洗液中，所述的表面活性剂的质量分数可为本领域清洗液常规的质量分数，优选为0.001-5％，更优选为0.01-1％，进一步优选为0.01-0.1％，例如0.02％。

19、所述的酸性清洗液中，所述的水可为去离子水和/或纯水，例如去离子水。

20、在某一实施技术方案中，所述的酸性清洗液的原料包括下列质量分数的组分：

21、所述的有机胺为单乙醇胺和/或三乙醇胺；

22、所述的有机胺的质量分数为0.1-4％；

23、所述的酸为硝酸；

24、所述的酸的质量分数为0.1-9％；

25、所述的酸与所述的有机胺的质量比为(1-3):1；

26、所述的氟化物为氟化铵；

27、所述的氟化物的质量分数为0.01-10％；

28、所述的缓蚀剂为2-巯基苯并噻唑；

29、所述的缓蚀剂的质量分数为0.001-5％；

30、所述的螯合剂为丙二酸；

31、所述的螯合剂的质量分数为0.001-10％；

32、所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸；

33、所述的表面活性剂的质量分数为0.001-5％；

34、所述的水为去离子水，去离子水补足余量。

35、在某一实施技术方案中，所述的酸性清洗液的原料包括下列质量分数的组分：

36、所述的有机胺为单乙醇胺和/或三乙醇胺；

37、所述的有机胺的质量分数为3％；

38、所述的酸为硝酸；

39、所述的酸的质量分数为3％、5％或7％；

40、所述的氟化物为氟化铵；

41、所述的氟化物的质量分数为0.8％、1.2％、1.5％或2％；

42、所述的缓蚀剂为2-巯基苯并噻唑；

43、所述的缓蚀剂的质量分数为0.8％；

44、所述的螯合剂为丙二酸；

45、所述的螯合剂的质量分数为0.9％；

46、所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸；

47、所述的表面活性剂的质量分数为0.02％；

48、所述的水为去离子水，去离子水补足余量。

49、在某一优选实施技术方案中，所述的酸性清洗液的原料包括下列质量分数的组分的任一组合：

50、组合1：3％单乙醇胺、3％硝酸、0.8％氟化铵、0.8％2-巯基苯并噻唑、0.9％丙二酸、0.02％十二烷基苯磺酸和去离子水，去离子水补足余量；

51、组合2：3％单乙醇胺、5％硝酸、0.8％氟化铵、0.8％2-巯基苯并噻唑、0.9％丙二酸、0.02％十二烷基苯磺酸和去离子水，去离子水补足余量；

52、组合3：3％单乙醇胺、7％硝酸、0.8％氟化铵、0.8％2-巯基苯并噻唑、0.9％丙二酸、0.02％十二烷基苯磺酸和去离子水，去离子水补足余量；

53、组合4：3％三乙醇胺、3％硝酸、0.8％氟化铵、0.8％2-巯基苯并噻唑、0.9％丙二酸、0.02％十二烷基苯磺酸和去离子水，去离子水补足余量；

54、组合5：3％三乙醇胺、5％硝酸、0.8％氟化铵、0.8％2-巯基苯并噻唑、0.9％丙二酸、0.02％十二烷基苯磺酸和去离子水，去离子水补足余量；

55、组合6：3％三乙醇胺、7％硝酸、0.8％氟化铵、0.8％2-巯基苯并噻唑、0.9％丙二酸、0.02％十二烷基苯磺酸和去离子水，去离子水补足余量；

56、组合7：3％单乙醇胺、5％硝酸、1.2％氟化铵、0.8％2-巯基苯并噻唑、0.9％丙二酸、0.02％十二烷基苯磺酸和去离子水，去离子水补足余量；

57、组合8：3％单乙醇胺、5％硝酸、1.5％氟化铵、0.8％2-巯基苯并噻唑、0.9％丙二酸、0.02％十二烷基苯磺酸和去离子水，去离子水补足余量；

58、组合9：3％单乙醇胺、5％硝酸、2％氟化铵、0.8％2-巯基苯并噻唑、0.9％丙二酸、0.02％十二烷基苯磺酸和去离子水，去离子水补足余量。

59、在某一实施技术方案中，所述的酸性清洗液中的原料由下列质量分数的组分组成：上述的有机胺、上述的酸、上述的氟化物、上述的缓蚀剂、上述的螯合剂、上述的表面活性剂和上述的水，水补足余量。

60、本发明的各组分可采用分装的形式，在使用时临时混合即可。

61、本发明还提供了一种试剂盒，所述的试剂盒包含在一个或多个容器，所述的有机胺、所述的酸、所述的氟化物、所述的缓蚀剂，所述的螯合剂、所述的表面活性剂和所述的水，置于一个或多个容器中。

62、本发明还提供了一种所述的酸性清洗液的制备方法，其包括如下步骤：将所述的酸性清洗液中的各个组分混合，得到所述的酸性清洗液即可。

63、其中，所述的混合可为将所述的组分中的固体组分加入到液体组分中，搅拌均匀，即可。

64、其中，所述的混合的温度可为室温。

65、本发明还提供了所述的酸性清洗液在清洗刻蚀灰化后的半导体芯片中的应用。

66、其中，所述的半导体芯片优选铜互连半导体芯片。

67、本发明中“室温”是指10-30℃。

68、在不违背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。

69、本发明所用试剂和原料均市售可得。

70、本发明的积极进步效果在于：本发明的酸性清洗液具有较好的清洗效果，可以抑制半导体晶圆的损伤，具有较好的bta清除效果。