[發明專利]含有銅特異的防腐劑、用于清洗半導體襯底上的無機殘余物的水性清洗組合物

有效

• 申請號: 200710147183.X
• 申請日: 2002-03-27
• 公開（公告）號: CN101134930A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 威廉·A·沃伊特恰克;戴維·伯恩哈德;法蒂瑪·Ma·塞約;朗·源
• 申請（專利權）人: 高級技術材料公司
• 主分類號: C11D7/32
• 分類號: C11D7/32;C09K13/06;C23F1/18
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 楊青;樊衛民

本申請是于2002年3月27日提交，并于2003年9月25日進入國家階段的申請號為02807236.7，發明名稱為“含有銅特異的防腐劑、用于清洗半導體襯底上的無機殘余物的水性清洗組合物”的PCT申請(PCT/US02/09401)的分案。

相關申請

本申請要求1997年8月29日提交的美國專利申請08/924,021號的權益，而后一申請要求1997年4月25日提交的美國臨時專利申請60/044,824號和1997年1月9日提交的美國臨時專利申請60/034，194的優先權。另外，本申請要求1997年8月29日提交的在先美國專利申請08/924,021號的優先權并重復了其實質性部分。由于該申請中的一個發明人是該在先申請的發明人之一，因此該申請構成了該在先申請的部分連續內容。該申請通過引用將1997年8月29日提交的在先美國專利申請08/924,021號、1997年4月25日提交的美國臨時專利申請60/044，824和1997年1月9日提交的美國臨時專利申請60/034,194合并在內。

發明領域

本發明總的涉及用于半導體制造的化學劑(Chemicalformulations)，特別涉及用于在抗蝕劑等離子體灰化步驟后從晶片上除去殘余物的化學劑。更具體地，本發明涉及用于從具有精細銅互連結構的半導體晶片上除去無機殘余物的清洗劑。

現有技術描述

現有技術教導抗蝕劑等離子體灰化步驟后利用各種化學劑除去殘余物并清洗晶片。某些現有技術的化學劑包括堿性組合物，含有胺類和/或四烷基氫氧化銨、水和/或其它溶劑，以及螯合劑。另外的化學劑基于含有氟化銨的酸性至中性溶液。

多種現有技術的化學劑存在缺點，包括不需要地除去金屬或絕緣層以及腐蝕需要的金屬層，特別是銅或銅合金部件(feature)。一些現有技術的化學劑利用防腐添加劑防止清洗過程中不希望的銅金屬腐蝕。但是，常規防腐添加劑通常對清洗過程存在有害作用，因為這樣的添加劑與殘余物相互作用并抑制這樣的殘余物溶入清洗液中。另外，常規添加劑在清洗過程結束后不易從銅表面沖洗掉。因此這樣的添加劑留在需要清洗的表面上，并且導致集成電路的污染。集成電路的污染可能不利地增加受污染區域的電阻并引起電路內不可預見的導電故障。

用于高級集成電路制造如銅和鎢互連材料的CMP后清洗劑包括漿料去除和殘余物溶解成分，它們加速物理清洗過程。但是，這些常規添加劑通常因增加電阻和腐蝕靈敏度而對金屬表面存在有害作用。

因此，本發明的一個目的是提供抗蝕劑灰化步驟后有效除去殘余物的化學劑，該化學劑不侵蝕及潛在劣化意欲留在晶片上的精細結構。

本發明的另一個目的是用改良的防腐劑代替常規添加劑，以保護半導體襯底上的銅結構。

本發明的另一個目的是提供改良的防腐劑，在殘余物去除過程結束后其易于由水或其它沖洗介質從襯底上沖洗掉，從而減少集成電路污染。

從隨后的公開內容及權利要求書，本發明的其它目的和優點將顯而易見。

發明概述

本發明總的涉及用在半導體制造中，在抗蝕劑等離子體灰化步驟后從晶片上除去殘余物的化學劑。

一方面，本發明涉及在晶片上進行抗蝕劑等離子體灰化步驟后從晶片上除去殘余物的方法，包括將晶片與清洗劑接觸，該清洗劑包括(i)氟化物源，(ii)至少一種有機胺，(iii)含氮羧酸或亞胺，(iv)水，以及可選的至少一種金屬螯合劑。

本發明的另一方面涉及晶片清洗劑，包括(i)氟化物源，(ii)至少一種有機胺，(iii)含氮羧酸或亞胺，(iv)水，以及可選的至少一種金屬螯合劑。

本發明再一方面涉及半導體晶片清洗劑，用在等離子體灰化半導體制造后，以如下所述的重量百分比(基于清洗劑的總重量)范圍包括下面的成分：

氟化物源，如氟化銨和/或其衍生物????1-21％

有機胺?????????????????????????????20-55％

選自含氮羧酸和亞胺的含氮成分???????0.5-40％

水?????????????????????????????????23-50％

金屬螯合劑?????????????????????????0-21％

總計???????????????????????????????100％