[發明專利]銅清潔及保護調配物

有效

• 申請號: 200980141809.3
• 申請日: 2009-10-20
• 公開（公告）號: CN102197124A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 杰弗里·A·巴尼斯;布萊恩·貝納科;卡爾·E·博格斯;豐琳;劉俊;梅里薩·A·佩特魯斯卡;顏曉冬;張鵬
• 申請（專利權）人: 高級技術材料公司
• 主分類號: C11D1/62
• 分類號: C11D1/62
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 劉慧;楊青

技術領域

本發明大體上涉及組合物，該組合物包含用于從其上含有殘留物和/或污染物的微電子器件清潔該殘留物和/或污染物的腐蝕抑制劑。

背景技術

微電子器件晶圓(wafer)被用于形成集成電路。微電子器件晶圓包括基材(例如硅)，于其中圖案化出區域，該區域用于沉積具有絕緣、導電或半導電性質的不同材料。

為了獲得正確的圖案化，必須移除該基材上用于形成層的過量材料。此外，為制造可靠的功能性電路，重要的是，在隨后的處理前制備平坦或平面的微電子晶圓表面。因此，需移除和/或拋光微電子器件晶圓的特定表面。

化學機械拋光或平面化(“CMP”)是一種通過結合物理方法(例如磨蝕)與化學方法(例如氧化或螯合)從微電子器件晶圓表面移除材料、及拋光(更具體而言，平坦化)該表面的方法。CMP的最基本的形式包括施加漿料(例如研磨劑及活性化學品的溶液)于拋光微電子器件晶圓表面的拋光墊上，以實現移除、平坦化及拋光過程。不希望移除或拋光過程包括純物理或純化學作用，而是兩者的協同組合，以實現快速、均勻的移除。在制造集成電路時，CMP漿料也應優先移除包含金屬及其它材料的復合層的薄膜，以致可制得用于隨后的照相平版印刷或圖案化、蝕刻及薄膜加工的高度平坦的表面。

近來，銅越來越常被用于集成電路的金屬互連物。在微電子器件制造中常用于電路金屬化的銅鑲嵌方法中，必須經歷移除及平坦化的層包括具有約1至1.5μm厚度的銅層及具有約0.05至0.15μm厚度的銅晶種層。這些銅層通過一般約50至300厚的屏障材料層而與介電材料表面分開，該屏障材料層阻止銅擴散進入氧化物介電材料中。拋光后在跨越該芯片表面獲得良好均勻性的關鍵是使用對各材料具有正確移除選擇性的CMP漿料。

牽涉晶圓基材表面制備、沉積、電鍍、蝕刻及化學機械拋光的上述處理操作需要不同的清潔操作，以確保微電子器件產品不含否則會不利地影響產品的功能，或甚至使其不適用于期望功能的污染物。通常，這些污染物粒子小于0.3μm。

此方面的一個特定問題是CMP處理后殘留在微電子器件基材上的殘留物。這種殘留物包括CMP材料及腐蝕抑制劑化合物(例如苯并三唑(BTA))。若不被移除，則這些殘留物會導致銅線損壞或嚴重地使銅金屬化粗化，以及引起CMP后施加于該裝置基材上的層的粘性降低。銅金屬化的嚴重粗化是特別有問題的，因為極其粗糙的銅會導致微電子器件產品的電性能較差。

微電子器件制造常見的另一個會產生殘留物的處理包括將經顯影光阻涂層的圖案轉移至下伏層的氣相等離子體蝕刻，這些下伏層可由硬屏蔽層、層間介電質(ILD)層、及蝕刻終止層所組成。可能包括存在于基材上及等離子體氣體中的化學元素的氣相等離子體蝕刻后殘留物一般沉積在后段(BEOL)結構上，其若不被移除，將會干擾隨后的硅化或觸點形成。常用的清潔化學品常會損壞ILD，吸收入該ILD的孔中，因此增加介電常數，和/或腐蝕金屬結構。

發明內容

本發明大體上涉及一種用于從其上含有殘留物和/或污染物的微電子器件清潔該殘留物及污染物的組合物及方法。本發明的清潔組合物包括至少一種新的腐蝕抑制劑。該殘留物可包括CMP后、蝕刻后、和/或灰化后的殘留物。

在一方面中，描述一種清潔組合物，該清潔組合物包含至少一種溶劑、至少一種腐蝕抑制劑、至少一種胺及至少一種季堿，其中該腐蝕抑制劑包括選自以下的物質：核糖基嘌呤及其甲基化或脫氧衍生物；腺苷及腺苷衍生物的降解產物；嘌呤-糖復合物；甲基化或脫氧嘌呤衍生物、及其反應或降解產物；及其組合。

在另一方面中，描述一種套件，該套件在一個或多個容器中包含一種或多種用于形成清潔組合物的下列試劑，其中該清潔組合物包括至少一種溶劑、至少一種腐蝕抑制劑、至少一種胺及至少一種季堿，其中該腐蝕抑制劑包括選自以下的物質：核糖基嘌呤及其甲基化或脫氧衍生物；腺苷及腺苷衍生物的降解產物；嘌呤-糖復合物；甲基化或脫氧嘌呤衍生物、及其反應或降解產物；及其組合。

在又另一方面中，描述一種從其上含有殘留物及污染物的微電子器件移除該殘留物及污染物的方法，該方法包括使該微電子器件與清潔組合物接觸足夠時間，以至少部分地從該微電子器件清潔該殘留物及污染物，其中該清潔組合物包括至少一種溶劑、至少一種腐蝕抑制劑、至少一種胺及至少一種季堿，其中該腐蝕抑制劑包括選自以下的物質：核糖基嘌呤及其甲基化或脫氧衍生物；腺苷及腺苷衍生物的降解產物；嘌呤-糖復合物；甲基化或脫氧嘌呤衍生物、及其反應或降解產物；及其組合。

下文公開的內容及權利要求書將更充分顯示其它方面、特征及優點。

具體實施方式