[發明專利]用于CMP后去除的組合物及使用方法

無效

• 申請號: 201380018815.6
• 申請日: 2013-02-15
• 公開（公告）號: CN104508072A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 劉俊;杰弗里·A·巴尼斯;埃馬紐爾·I·庫珀;孫來生;伊麗莎白·托馬斯;杰森·張
• 申請（專利權）人: 安格斯公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;H01L21/304
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 楊青;穆德駿

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年2月15日以Jun?Liu、Jeffrey?Barnes、Emanuel?I.Cooper、Laisheng?Sun、Steven?Medd、Jieh?Hwa?Shyu、Lucy?Dai和Zachary?Wan之名提交的題為“改善的化學機械拋光后制劑及其使用方法(Improved?Post-Chemical?Mechanical?Polishing?Formulations?and?Methods?of?Using?Same)”的美國臨時專利申請61/599,162號；2012年5月24日以Jun?Liu、Jeffrey?A.Barnes、Laisheng?Sun和Elizabeth?Thomas之名提交的題為“低pH?CMP后殘留物去除組合物及使用方法(Low?pH?Post-CMP?Residue?Removal?Composition?and?Method?of?Use)”的美國臨時專利申請61/651,287號；2012年6月7日以Jun?Liu、Jeffrey?A.Barnes、Laisheng?Sun和Elizabeth?Thomas之名提交的題為“低pH?CMP后殘留物去除組合物及使用方法(Low?pH?Post-CMP?Residue?Removal?Composition?and?Method?of?Use)”的美國臨時專利申請61/656,992號；和2012年6月18日以Jun?Liu、Jeffrey?A.Barnes、Emanuel?I.Cooper、Laisheng?Sun、Elizabeth?Thomas和Jason?Chang之名提交的題為“使用包含表面活性劑的組合物的CMP后去除(Post-CMP?Removal?Using?Compositions?Comprising?Surfactant)”的美國臨時專利申請61/661,160號的優先權，其各自通過引用全部并入本文中。

技術領域

本發明涉及從在其上具有殘留物和/或污染物的微電子器件上實質且有效地清潔殘留物和/或污染物的無胺組合物。

背景技術

眾所周知，對于先進的微電子應用，集成電路(IC)生產商已經用銅來替換鋁和鋁合金，因為銅具有較高的導電性，這轉變成在互連性能方面的顯著改善。另外，銅基互連提供比鋁好的抗電遷移性，由此改善了互連可靠性。盡管如此，銅的實施面臨著某些挑戰。例如，銅(Cu)對二氧化硅(SiO₂)和對其它介電材料的粘著性通常不良。不良粘著性導致在制造過程期間銅從鄰接的薄膜剝離。并且，銅離子在電偏壓下易于擴散到SiO₂中，且即使在電介質內非常低的Cu濃度下也增加在銅線之間的介電漏電。另外，如果銅擴散到定位有源器件的下伏硅中，器件性能則會劣化。

銅在二氧化硅(SiO₂)中及在其它金屬間電介質(IMD)/層間電介質(ILD)中的高擴散率的問題仍然備受關注。為了解決這個問題，必須將集成電路襯底用封裝銅且阻斷銅原子的擴散的合適阻隔層涂布。包含導電材料和非導電材料兩者的阻隔層通常在圖案化介電層以上且在沉積銅之前形成。用于該阻隔層的典型材料包括鉭(Ta)、氮化鉭(TaN_x)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、釕(Ru)、鈷(Co)、鉬(Mo)、錸(Rh)及其合金。

在深亞微米半導體的制造中，使用銅鑲嵌法以在低-k介電層中形成導電銅線和通孔。該鑲嵌法的一個重要步驟是銅化學機械拋光(CMP)，以便除去在介電層表面之上的過量的銅。CMP工藝包括在受控制的壓力和溫度下在CMP漿料存在下相對于濕式拋光墊固持并旋轉半導體器件的薄的平坦襯底。對于具體的CMP過程和需求，所述漿料視情況含有研磨材料和化學添加劑。在該CMP工藝之后，由來自拋光漿料的顆粒、加到漿料中的化學品和拋光漿料的反應副產物組成的污染物留在晶片表面上。所有污染物必須在微電子器件制造過程中的任何進一步的步驟之前除去，以避免器件可靠性劣化及將缺陷引入器件中。這些污染物的顆粒常小于0.3μm。

在這方面的一個特定問題是在CMP加工之后留在微電子器件襯底上的殘留物。這類殘留物包含CMP材料和腐蝕抑制劑化合物如苯并三唑(BTA)。如果未被除去，這些殘留物則可能引起銅線損壞或使銅金屬化嚴重粗糙，以及引起CMP后施加在器件襯底上的層的不良粘著。銅金屬化的嚴重粗糙特別成問題，因為過度粗糙的銅可以引起微電子器件產品的不良電學性能。為此，已經研發了CMP后去除組合物以除去CMP后殘留物和污染物。