本技术揭示了一种新型聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂的配方,其成分包括有机溶剂(40~70%)、有机胺(1~20%)、缓蚀剂(0.5~10%)和表面活性剂(0.2~5%)。
背景技术
在半导体芯片的生产过程中,需要用光刻,蚀刻的方式将设计的图形从光罩上转移到晶圆上来,以最后生产出超高集成的芯片。其具体的过程为,在晶圆上沉积薄膜(包含二氧化硅、氮化硅、多晶硅、碳化硅、氮化镓、钛、氮化钛、钴、钨、铜、铝、镍等)、光刻胶涂布、曝光、显影、离子植入或蚀刻、灰化、清洗。其中在离子植入或蚀刻工艺过程中,光刻胶会因为离子的轰击变得硬化而难以去除,蚀刻工艺更会在晶圆上残留下大量的高分子副产物,即便在后续的灰化步骤中,也只能去除掉光刻胶层,而残留下来的副产物只能依赖于清洗工艺将晶圆进行彻底清洁。
在前段清洗工艺中(即金属互连层形成之前),一般采用硫酸和双氧水混合物来去除蚀刻或离子植入之后的残留物。而从金属互连层形成之后,无论是铝互联工艺还是铜互联工艺,都不能采用前段清洗工艺的方法,必须采用特殊剥离剂来进行晶圆的清洗。显而易见地,后段工艺所用到的特殊剥离剂除了要完全清洗蚀刻之后的残留物以外,还必须考虑对晶圆本身的基材,特别是金属铝或者铜,以及二氧化硅和氮化硅不能有太大的损伤。
目前我公司最主要光刻胶为聚乙烯醇肉桂酸酯型的KPR系列光刻胶,其具有分辨率高,耐蚀刻和附着性强等优点,但经过蚀刻-灰化后,常规的后段剥离液清洗后仍然容易有残留,因此清洗时间往往偏长,通常要达到20min以上,而且随着清洗时间延长还会导致晶圆基材的腐蚀损伤。随着先进工艺的发展,金属互联工艺的复杂程度越来越高,层数也越来越多,单片晶圆生产所需的清洗次数也越来越多。而更长的清洗时间会使得清洗设备的占用率高居不下,从而促使半导体工厂不得不购买更多的设备,占用更多的洁净室以满足日益增长的清洗需求。而半导体设备的购入、剥离剂的使用以及洁净室的运行都是半导体工厂运营成本的重要组成部分。因此,减少清洗时间,提高清洗效率是半导体工厂降低成本的重要手段之一。
实现思路