[發明專利]用于CMP后清洗的配方和方法

有效

• 申請號: 201010224869.6
• 申請日: 2010-07-07
• 公開（公告）號: CN101942667A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: D·C·坦姆伯利;M·B·拉奧;G·巴尼爾杰;K·R·法布里加斯
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: C23G5/036
• 分類號: C23G5/036
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳文平

相關專利申請的交叉引用

本專利申請要求于2009年7月7日提交的美國臨時專利申請序號61/223,526的優先權。

背景技術

在涉及制備半導體裝置的步驟中，在多個步驟中需要清洗以去除有機/無機殘渣。半導體制造工藝中所需的提高殘渣去除的清洗包括：CMP(化學機械拋光)后清洗、光致抗蝕劑灰分殘渣去除、光致抗蝕劑去除、后段封裝(例如探測前(pre-probe)晶片清洗、切割、研磨等)中的多種應用。

用于改善清洗的特別需要存在于銅互聯的CMP后清洗中。半導體晶片包含銅互聯，它將晶片上的有源裝置相互連接形成功能芯片。所述銅互聯由在電介質中首先形成溝槽形成。薄的金屬阻擋層通常沉積在電介質層上以阻止銅擴散到電介質中。接著是銅沉積到溝槽中。在銅沉積之后，使用一種稱作化學機械拋光(CMP)的方法對該晶片進行拋光。該方法導致過量的銅沉積物去除并將用于隨后光刻法步驟的表面平面化。在CMP步驟之后，所述晶片表面包含大量缺陷，如果不從表面將其清洗掉，將導致有缺陷的芯片最終產品。CMP方法之后的典型缺陷是由于所述晶片表面與CMP漿液相互作用以及表面上不需要的金屬的含量升高導致的表面上的無機顆粒、有機殘渣、化學殘渣、反應產物。在拋光步驟之后，將該晶片進行清洗，最常使用刷子刷洗法。在該方法中，在晶片上施予清洗化學品以清洗該晶片。在進行干燥處理之前，該晶片之后還用去離子(DI)水進行沖洗。

本申請的領域中的專利通常包括：

JP?11-181494、US6,440,856、US7497966?B2、US7427362?B2、US7163644?B2、PCT/US2007/061588、US?7396806、US?6730644、US7084097、US?2003/0129078和US?2005/0067164。

現有技術均沒有能夠預料使用本發明的特定聚合物和堿在本發明中顯示的殘渣去除能力方面的改善。發現本發明的配方對于去除上述CMP拋光方法留下的殘渣非常有效。

發明內容

本發明涉及一種清洗去除半導體制備工藝中的殘渣的方法，包括將待清洗的表面與水性配方接觸，該水性配方含有選自丙烯酰胺基-甲基-丙烷磺酸鹽(acrylamido-methyl-propane?sulfonate)的共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物及其混合物的聚合物，表面活性劑以及選自具有超過4個碳原子的氫氧化烷基季銨和當該表面活性劑為非炔屬(non-acetylenic)表面活性劑時的氫氧化膽堿的氫氧化季銨。

本發明也涉及一種水性配方，其包括：

(a)聚合物，其選自丙烯酰胺基-甲基-丙烷磺酸鹽的共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物及其混合物；

(b)氫氧化季銨，其選自具有超過4個碳原子的氫氧化烷基季銨和沒有炔屬表面活性劑時的氫氧化膽堿，

能夠清洗在選自CMP后清洗、光致抗蝕劑灰分殘渣去除、光致抗蝕劑去除、后段封裝、探測前晶片清洗、切割和研磨及光電基片清洗步驟之后的半導體基片。

在優選的實施方式中，本發明涉及一種CMP后清洗配方，其包括：

(a)草酸；

(b)仲烷磺酸表面活性劑；

(c)基于炔屬的表面活性劑；

(d)具有超過4個碳原子的氫氧化烷基季銨，以提供1.5～4的pH；

(e)丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物或其混合物；以及，

(f)水。

在替代的實施方式中，本發明涉及一種CMP后清洗配方，其包括：

(a)乙二胺四乙酸(EDTA)；

(b)仲烷磺酸表面活性劑；

(c)仲醇乙氧基化物表面活性劑；

(d)具有超過4個碳原子的氫氧化季銨，以提供7～12的pH；

(e)丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物或其混合物；以及，

(f)水。

在進一步替代的實施方式中，本發明涉及一種CMP后清洗配方，其包括：

(a)乙二胺四乙酸；

(b)仲烷磺酸表面活性劑；

(c)基于非炔屬的表面活性劑；

(d)氫氧化膽堿；

(e)聚合物，其選自丙烯酰胺基-甲基-丙烷磺酸鹽的聚合物、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物及其混合物；以及

(f)水。

具體實施方式