[發明專利]用于化學機械拋光后清洗的組合物

無效

• 申請號: 200910005276.8
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101787335A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 洪庭旭;安德烈亞斯·克利普;蘇國禎;涂勝宏
• 申請（專利權）人: 巴斯夫公司
• 主分類號: C11D7/32
• 分類號: C11D7/32
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 孟銳

技術領域

本發明關于一種用于集成電路化學機械拋光后清洗(postCMP?cleaning；PCC)的組合物。

背景技術

現今的半導體組件正朝向小線寬、高積體密度的方向發展。隨著集成電路堆棧層數的增加以及線寬的縮小，由金屬導線本身的電阻及介電層寄生電容所引起的時間延遲(RC-delay)日趨重要。為減少RC-delay的問題以及增加訊號傳遞速度，銅金屬化(銅導線)制程已逐漸取代傳統的鋁金屬化(鋁導線)制程以降低金屬線路本身的電阻。因此，銅化學機械拋光(CuCMP)的發展也成了采用銅制程的先進次微米半導體制程中最重要的技術之一。在目前的先進半導體制程中，銅導線層已達到十層之多且預計在未來還會持續增加。此亦表示于整個制造流程中已包含數個化學機械拋光及化學機械拋光后清洗步驟，且在將來仍可能會增加。

在銅化學機械拋光制程中，晶片會受到銅離子、化學機械拋光漿料顆粒輿殘留在晶片表面(包含銅層及介電層)的銅與氧化硅團塊所污染。因此通常在化學機械拋光步驟后，需要有一個清洗步驟來去除上述污染物。

基本上，化學機械拋光后清洗為化學機械拋光流程的最后一個步驟，其目的是提供干凈的晶片表面以利后續制程。

為減少良率的損失，化學機械拋光和化學機械拋光后清洗需注意以下幾點：

(1)需有效移除唑類腐蝕抑制劑，

(2)需有效控制制程應力的累積，

(3)需選擇合適的低介電常數(low-k)材料以符合化學機械

拋光制程和后清洗的要求，以及

(4)需避免刮傷問題。

先前技術中有許多文獻提供用于化學機械拋光后清洗制程的組合物。例如Wang的美國專利第US?6,541,434號揭示一種包含羧酸、含胺化合物、膦酸以及水的清洗組合物，其適合用于移除化學機械拋光后殘留的研磨劑以及金屬污染。Kneer的美國專利第US?6,627,546號揭示一種不含氟的水性組合物，其包含雙羧酸和/或其鹽、羥基羧酸和/或其鹽或含有胺基的酸。Aoyama等人的美國專利公開案第US?2005/0014667號揭示一種包含含氟化合物(界面活性劑)、水、醯胺和醚溶劑以及選自胺基磺酸、膦酸、可溶性膦酸衍生物或其組合的酸的稀釋水性清潔劑。Misra等人的美國專利第US?7,297,670號揭示一種包含清潔劑、腐蝕抑制劑以及巰基丙酸(mercaptopropionic)的組合物。Abe等人的美國專利公開案第US?2004/0204329號揭示一種清潔液態組合物，其包含特定醚類有機溶劑的液態清洗組合物，且對于疏水性基材具有較佳的濕潤性(wettability)。Zhang等人的美國專利第US?7,208,409號揭示一種用于化學機械拋光后處理的溶液，其包含非離子性的乙炔二醇衍生物界面活性劑。

由于化學機械拋光后清洗溶液的污染物移除率與其pH值及界達電位(zeta?potential)有直接的關連性，通常較低的界達電位可提供較佳的污染物移除率。此外，由于堿性的組合物通常具有較低的界達電位，其較適合作為化學機械拋光后清洗組合物。

此外，除了污染物移除率的考量外，良好的化學機械拋光后清洗液還需具備下列特性：

(1)所述的清洗液不會攻擊或蝕刻金屬，其包括作為金屬連接的銅層或作為阻障層的金屬氮化物，如TaN或TiN；

(2)所述的清洗液不會攻擊或蝕刻介電層，其包括氧化硅、高密度low-k材料或多孔low-k材料。

因此，盡管已有許多先前技術提供各種不同的化學機械拋光后清洗液，產業界仍需一更能有效去除殘留于晶片表面的污染物、降低晶片表面缺陷數并且不會破壞或蝕刻基材結構的后清洗組合物。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于化學機械拋光后清洗組合物，其包含至少一種水溶性胺類、至少一種水溶性有機溶劑及去離子水。以本發明的組合物與含銅半導體晶片接觸一段有效時間，可有效地去除拋光后殘留于晶片表面上的污染物并降低晶片表面的缺陷數。

本發明的另一目的為提供一種化學機械拋光后清洗方法，其于化學機械拋光后將晶片與包含至少一種水溶性胺類、至少一種水溶性有機溶劑及去離子水的組合物接觸一段有效時間，以自晶片上移除化學機械拋光后的殘留污染物。

附圖說明

圖1是清洗完成后以KLA-Tencor?surfscan?AIT觀察測試晶片表面缺陷數的結果。

具體實施方式

本發明適用于化學機械拋光后清洗的組合物包含至少一種水溶性胺類、至少一種水溶性有機溶劑及去離子水。