[發(fā)明專利]包含氧化劑和有機溶劑的微電子清潔組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110006416.0
• 申請日: 2003-05-27
• 公開（公告）號: CN102061228A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許建斌
• 申請（專利權(quán)）人: 安萬托特性材料股份有限公司
• 主分類號: C11D7/06
• 分類號: C11D7/06;C11D7/34;C11D7/32;C11D7/50;C11D7/60;G03F7/42;H01L21/02;H01L21/311
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 封新琴

此案是申請日為2003年5月27日、中國申請?zhí)枮?3813035.1(國際申請?zhí)枮镻CT/US03/16828)、發(fā)明名稱為“包含氧化劑和有機溶劑的微電子清潔組合物”的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于清潔微電子基底的方法和清潔組合物，以及具體涉及對以二氧化硅、敏感的低κ或高κ電介質(zhì)和銅金屬化(copper?metallization)為特征的微電子基底以及Al或Al(Cu)金屬化的基底有用并具有改進相容性的清潔組合物。本發(fā)明也涉及該清潔組合物用于剝離光致抗蝕劑(photoresist)、清潔來自等離子過程生成的有機化合物、有機金屬化合物和無機化合物的殘留物、清潔從如化學(xué)機械拋光的平整過程(planarization?process)中產(chǎn)生的殘留物，以及在平整漿料殘留物中用作添加劑的用途。

背景技術(shù)

在微電子領(lǐng)域中，已經(jīng)建議使用許多光致抗蝕劑剝離劑和殘留物去除劑作為生產(chǎn)線下游或后端(back?end)的清潔劑。在制造過程中光致抗蝕劑薄膜沉積在晶片基底上，然后在薄膜上成像電路圖案。烘焙后，未聚合的抗蝕劑用光致抗蝕劑展開劑(developer)除去。然后通過反應(yīng)性等離子體蝕刻氣體或化學(xué)蝕刻劑溶液將所得到的圖像轉(zhuǎn)印至底層材料，該材料通常是電介質(zhì)或金屬。蝕刻氣體或化學(xué)蝕刻劑溶液選擇性蝕刻基底上未被光致抗蝕劑保護的區(qū)域。

另外，在蝕刻步驟終止后，抗蝕劑掩膜(mask)必須從晶片的保護區(qū)除去，從而可以進行最終的拋光操作。這可以在等離子體灰化步驟中通過采用合適的等離子體灰化(ashing)氣體或濕法化學(xué)剝離劑完成。然而，尋找用于除去該抗蝕劑掩膜材料而對金屬電路沒有如腐蝕、溶解或鈍化等負面影響的合適清潔組合物，已證實是有問題的。

隨著微電子制造集成水平的提高以及圖案化微電子器件尺寸的減小，在本領(lǐng)域中使用銅金屬化、低κ和高κ電介質(zhì)變得越來越普遍。這些材料對尋找可接受的清潔劑組合物提出了另外的挑戰(zhàn)。先前開發(fā)的用于“傳統(tǒng)”或“常規(guī)”半導(dǎo)體器件(含有Al/SiO₂或Al(Cu)SiO₂結(jié)構(gòu))的許多工藝技術(shù)組合物不能用于銅金屬化的低κ或高κ電介質(zhì)結(jié)構(gòu)。例如，羥胺類剝離劑或殘留物除去劑組合物成功地用于清潔由鋁金屬化的器件，但對那些由銅金屬化的器件實際上不合適。同樣，如果不在組合物中作出重大調(diào)整，許多銅金屬化的/低κ剝離劑不適合鋁金屬化的器件。

已經(jīng)證實在等離子蝕刻和/或灰化過程后這些蝕刻和/或灰化殘留物的去除是有問題的，特別對具有低κ電介質(zhì)材料的基底和由銅金屬化的那些基底。無法完全除去或抵消這些殘留物會導(dǎo)致濕氣的吸收和對金屬結(jié)構(gòu)引起腐蝕的不希望物質(zhì)的形成。電路材料被這些不希望的物質(zhì)腐蝕，并在電路線路(circuitry?wiring)中產(chǎn)生不連續(xù)性以及不希望地增加電阻。

迄今為止，氧化劑使用在主要為水溶液形式的清潔組合物中。已知氧化劑如普通使用的過氧化氫和過酸容易發(fā)生反應(yīng)或易于分解，特別是在有機溶劑基質(zhì)(通常應(yīng)用在剝離劑組合物中)中。在這些例子中，氧化劑被消耗，對所期望的應(yīng)用變得無法得到。另外，含有氧化劑的微電子清潔組合物經(jīng)常顯示出差的產(chǎn)品穩(wěn)定性，特別在存在大量的(10重量％或更多的)有機溶劑，以及在較高的pH范圍內(nèi)和高的處理溫度下。而且，在許多組合物中，穩(wěn)定劑和溶劑的使用經(jīng)常會妨礙氧化劑，導(dǎo)致在清潔過程中進行有效氧化/還原反應(yīng)的能力降低。

發(fā)明內(nèi)容

因此，需要適合后端清潔操作的微電子清潔組合物，其中該組合物是有效的清潔劑，且能用于剝離光致抗蝕劑和清潔來自等離子過程生成的有機化合物、有機金屬化合物和無機化合物的殘留物，清潔如CMP的平整過程產(chǎn)生的殘留物，和在平整漿料/液中用作添加劑，以及該組合物可用于采用銅金屬化，和多孔或無孔低κ(即κ值為3或更小)或高κ(即κ值為20或更大)的電介質(zhì)的高級互連材料(advanced?interconnect?materials)，以及適用于清潔常規(guī)器件，例如那些含有二氧化硅、低κ或高κ電介質(zhì)的鋁或鋁(同)金屬化的器件。本發(fā)明涉及包含氧化劑的清潔組合物，該組合物是用于清潔所有這些器件的有效清潔劑。