[發(fā)明專利]鎢化學機械拋光后清洗溶液及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210031594.3
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102693899A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 李紅旗;阿努拉格·金達爾;呂瑾
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C11D7/26;B08B3/04
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發(fā)明屬于一種化學機械拋光后清洗操作領域。特別是指一種鎢化學機械拋光(tungsten?CMP，WCMP)后清洗工藝的清洗溶液的組成。

背景技術

現(xiàn)代集成電路的制造都依賴化學機械拋光(chemical?mechanical?polishing，CMP)工藝，經(jīng)過所述的工藝，可平整化介于金屬導體層間的介電層，而且所述的介電層可以當作電絕緣層。而化學機械拋光工藝也廣泛地被使用于鑲嵌(damascene)工藝(又叫大馬士革工藝)，用來制備金屬內(nèi)連線，例如，銅或鎢導線，以及金屬插塞，例如，鎢插塞。而上述的金屬內(nèi)連線以及金屬插塞可以用來電連接各層金屬層。

傳統(tǒng)化學機械拋光工藝包含：固定及旋轉一半導體基板，所述的半導體基板包含有一半導體層。所述的基板會被按壓在一濕潤的拋光面，而且處于一化學、拋光、壓力以及溫度條件都受控制的環(huán)境。這邊所提到的「半導體基板」指任何含有半導體物質的結構，包含半導體材料的塊材，例如，半導體晶片，以及半導體層，所述的半導體層或可單獨存在，或可與其它材料相組合。上述的拋光面通常是指一含有多孔性聚合物的拋光墊表面，舉例來說，所述的多孔聚合物可以是聚氨脂(polyurathane，PU)或其它合成橡膠。一包含有拋光試劑的拋光漿料，拋光試劑的組成可以是氧化鋁(alumina)或氧化硅(silica)，并且可當作拋光物質。此外，拋光漿料可包含特定的化學物質，在拋光過程中，所述的化學物質可與基板上的不同表面反應。因為所述的拋光過程結合了機械作用力以及化學作用力，因此可制備出具有高度平整性的表面。

但是，化學機械拋光工藝可能會造成半導體基板表面的污染。所述的污染可來自于拋光漿料中的拋光顆粒，例如，氧化鋁或二氧化硅，或添加于拋光漿料的化學物質。此外，所述的些污染物可能包含拋光漿料與拋光表面反應后的產(chǎn)物。于拋光的過程中，來自于拋光墊的小碎片也有吸附于半導體基板表面的趨勢。所述的些污染物可能會在接續(xù)的半導體工藝前被移除，增加組件的可靠度以及避免產(chǎn)生影響工藝良率的缺陷。因此，目前已發(fā)展出化學機械拋光后清洗溶液，用來去除附著于基板表面的剩余物。

一般來說，當鎢化學機械拋光工藝結束時，晶片表面至少仍含有兩部分需被清洗的區(qū)域。舉例來說，大部分晶片的表面是介電質成分的蓋層，例如，碳化硅(SiC)表面或氧化硅表面，而剩下的區(qū)域則是經(jīng)拋光后才暴露出的金屬表面，例如，鎢插塞或金屬內(nèi)連線。上述兩部分區(qū)域的表面都可能會被漿料剩余物及/或聚合物污染，而所述的漿料剩余物及/或聚合物必須經(jīng)過鎢化學機械拋光后清洗工藝去除。已經(jīng)知道四甲基氫氧化銨(tetramethylammonium?hydroxide，TMAH)以及氫氟酸(hydrofluoric?acid，HF)的混合物可以被使用于鎢化學機械拋光后清洗工藝。但是，所述的清洗溶液對于碳化硅表面具有較差的清洗能力。經(jīng)過實時缺陷分析儀(Real-time?Defect?Analysis，RDA)的檢測，可以觀察到漿料剩余物及/或聚合物通常會存在于拋光后的碳化硅表面，就算是所述拋光后的碳化硅表面已經(jīng)過含有四甲基氫氧化銨/氫氟酸的混合物處理過。

因此，有必要改進鎢化學機械拋光后清洗溶液，借由有效地移除位于碳化硅表面或位于與碳化硅具有相似表面特性的拋光后介電質表面上的漿料剩余物及/或聚合物。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，提供一種鎢化學機械拋光后清洗方法，包含有進行一鎢化學機械拋光工藝，形成一晶片表面，其特征在于晶片表面至少包含一介電層表面以及一鎢金屬表面，而且于所述的晶片表面上剩余有拋光顆粒及/或聚合物污染物，以及利用一只含有羧酸及水的清洗溶液去除剩余于所述的晶片表面的拋光顆粒及/或聚合物污染物。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，提供鎢化學機械拋光后清洗溶液組成，其特征在于，所述的羧酸選自以下的群組：(1)單羧酸(monocarboxylic?acids)；(2)二羧酸(dicarboxylic?acids)；(3)三羧酸(tricarboxylic?acids)；(4)多羧酸(polycarboxylic?acids)；(5)羥基羧酸(hydroxycarboxylic?acids)；(6)上述羧酸的鹽類；以及(7)任何以上的組合。所述的鎢化學機械拋光后清洗溶液可在不添加任何化學添加劑，例如，界面活性劑、蝕刻抑制劑、酸堿值調整劑或螯合劑的條件下而仍有效發(fā)揮其清洗效能。因此，根據(jù)此優(yōu)選實施例，可簡單地制備出所述的鎢化學機械拋光后清洗溶液而且具有成本上的競爭優(yōu)勢。