[發明專利]一種化學機械拋光清洗液

在審

• 申請號: 200910052659.0
• 申請日: 2009-06-08
• 公開（公告）號: CN101906359A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 徐春
• 申請（專利權）人: 安集微電子科技(上海)有限公司
• 主分類號: C11D7/32
• 分類號: C11D7/32;C11D7/38;C11D7/04;C11D1/04;C11D1/10
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務所 31246
• 代理人: 李佳銘

技術領域

本發明涉及一種清洗液，具體的涉及一種化學機械拋光清洗液。

背景技術

IC制造工藝中平坦化技術已成為與光刻和刻蝕同等重要且相互依賴的不可缺少的關鍵技術之一。而化學機械拋光(CMP)工藝便是目前最有效、最成熟的平坦化技術。化學機械拋光系統是集清洗、干燥、在線檢測、終點檢測等技術與一體的化學機械平坦化技術。CMP在IC制造領域應用廣泛，拋光對象包括襯底、介質及互連材料等。其中金屬CMP是90納米以下芯片制造中器件和互連制造的關鍵工藝之一，是亞90納米時代的研究熱點。金屬銅，鋁，鎢正在越來越多地應用于集成電路器件上的互連，必須通過化學機械拋光實現多層互連，因而開發出新一代的金屬化學機械拋光和清洗液一直讓業界關注。

高錳酸，錳酸，錳酸及其可溶鹽做為一種常見的強氧化劑有著高效，價廉等優勢。US3429080公開了一種包括高錳酸，錳酸鉀在內的含氧化劑的組合物用于硅拋光。但是由于高錳酸，錳酸及其可溶鹽在使用中會產生特殊的黑褐色和可能會存在的殘留而影響了它在半導體行業的廣泛使用。

目前常用化學機械拋光清洗液已公開的有，例如美國第US2002169088號專利中的清洗液包括羧酸，含氮化合物和磷酸(carboxylic?acid，phosphoricacid，amine?acid)。世界專利第WO?2005093031號專利中的酸性清洗液包括有機酸和含氮抑制劑。世界專利第WO?2005085408號專利中的堿性清洗液包括有機酸和含氮抑制劑。中國專利CN01104317.2中的清洗液包括有機酸，腐蝕抑制劑，醇胺，多醇類化合物，這些都是關于清洗液或清洗液的使用方法。美國專利US6147002中的清洗液是關于一種酸性水溶液的清洗液，其還包括0.5～5重量％的含氟物質，該清洗液適合于清洗銅金屬半導體晶片的集成電路元器件。但上述專利中的清洗液，或是含有毒性物質，對環境不友善；或是清洗效率不夠高，或是有殘留對后續工藝產生不良影響等缺陷；或是清洗使用范圍窄，例如US6443814專利的清洗液只能夠清洗含銅金屬層的晶片。目前未見有針對高錳酸根拋光液的清洗劑。因此需要開發針對高錳酸根拋光液的化學清洗液。不僅能夠有效清除各個表面的污染和各種殘留，大大降低對后續工藝的干擾，同時控制拋光材料表面的局部和整體腐蝕，減少襯底表面污染物，提高良率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了克服在化學機械拋光中使用高錳酸及其可溶鹽的拋光液會產生對晶圓、拋光頭和拋光墊的污染，而現有的化學機械拋光清洗液不能對該類化學機械拋光液拋光后的晶圓、拋光頭和拋光墊進行有效清洗，因此提供了一種化學機械拋光清洗液。本發明的化學機械拋光清洗液可以清洗拋光過程引起的晶圓拋光頭和拋光墊污染，同時控制金屬材料的局部和整體腐蝕，減少襯底表面污染物，提高良率。

本發明的化學機械拋光(CMP)清洗液含有載體和化學添加劑，這種化學添加劑能夠與拋光頭、拋光墊或拋光材料表面殘留物發生氧化還原反應、溶解反應和絡合反應中的一種或多種反應，從而生成可溶性化合物。

所述的能夠與拋光頭、拋光墊或拋光材料的表面殘留物發生氧化還原反應的化學添加劑的分子結構中含有可被氧化的氮氫基團NH和/或NH₂，這種化學添加劑較佳的為殼聚糖、1，2，4三氮唑和5-氨基-四氮唑中的一種或多種。

所述的化學添加劑還可以為：含有過氧根的化合物、可溶性碘化物、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)的可溶鹽、四草酸、四草酸的可溶鹽、氨三乙酸、氨三乙酸的可溶鹽、草酸和草酸的可溶鹽中的一種或多種；所述的含有過氧根的化合物較佳的為過氧化氫；所述的可溶性碘化物較佳的為碘化鉀。

所述的化學添加劑的濃度較佳的為質量分數0.01～10％，更佳的為質量分數0.05～5％。

所述的載體為本領域所用的常規載體，較佳的為水、水與乙醇的混合物或水與異丙醇的混合物，更佳的為水；所述的載體的含量較佳的為補足本發明的化學機械拋光清洗液的質量分數100％。

本發明的化學機械拋光清洗液的pH值較佳的為1～12，更佳的為1～4。pH調節劑可為各種酸和/或堿，以將pH調節至所需值即可，較佳的選自硫酸、硝酸、磷酸、氨水、氫氧化鉀、乙醇胺和三乙醇胺中的一種或多種。

本發明的化學機械拋光清洗液還含有其他本領域的常規添加劑，如表面活性劑、穩定劑、抑制劑和殺菌劑中的一種或多種。

本發明的拋光液可由下述方法制得：將上述成分均勻混合，然后采用pH調節劑調整pH值到所需值。本發明所用試劑及原料均市售可得。