[發明專利]氧化劑用于半導體晶片處理的用途、為此的組合物的用途以及組合物

在審

• 申請號: 201410455973.4
• 申請日: 2008-04-11
• 公開（公告）號: CN104356948A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 于爾根·博塞;羅科·阿萊西奧;史蒂夫·多布森;海因茨-約阿希姆·貝爾特
• 申請（專利權）人: 索爾維公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;C11D3/39;C11D11/00;H01L21/02;H01L21/311;H01L21/321
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;冷永華

本申請是申請日為2008年4月11日、申請號為200880018476.0、發明名稱為“氧化劑用于半導體晶片處理的用途、為此的組合物的用途以及組合物”(PCT/EP2008/054443，進入國家階段日期2009年12月1日)之申請的分案申請。

本申請要求于2007年4月13日提交的歐洲專利申請號07106168.3的權益，該申請通過引用結合在此。

技術領域

本發明涉及用于半導體晶片處理(具體是用于半導體晶片的清潔和化學機械拋光)的氧化劑的用途。本發明還涉及一種組合物的用途以及因此涉及該組合物。

背景技術

那些半導體晶片以及金屬層的處理經常需要使用清潔組合物來去除污染物，如有機物、小顆粒、重金屬以及其他來自半導體晶片和金屬層表面的殘余物。

化學機械平面化(CMP)法還通常用在半導體工業中。確實，在集成電路中的半導體晶片、介電層、導線以及絕緣材料的表面必須要拋光以達到一定程度的平面性，這對于獲得一個高密度的集成電路是非常重要的。例如，在沉積了多個金屬互連層之后，經常將CMP用于使半導體襯底平面化。

對于使用含有作為氧化劑的過氧化氫的清潔和CMP組合物是已知的。令人遺憾的是，使用此類組合物可導致半導體晶片和金屬層的表面的腐蝕。因此已開發了清潔和CMP組合物、連同清潔和CMP方法以阻止在半導體晶片處理過程中的腐蝕。

例如，美國專利申請號2002/0020432披露了一種用于清潔半導體晶片表面的方法，該方法通過使用基于過氧化氫、氨以及水的一個典型清潔溶液同時控制晶片的溫度(在室溫與45℃之間)以及清潔溶液的溫度(在0℃與45℃之間)來防止覆蓋半導體晶片的硅化物層腐蝕。

向組合物中加入腐蝕抑制化合物也是已知的。例如，美國專利申請號2005/0261151披露了用于半導體晶片處理的水性抑制腐蝕的清潔組合物，該組合物基于過氧化氫并且含有作為螯合劑(該螯合劑與被清潔的金屬層結合并且抑制其腐蝕)的一種吡咯化合物。

盡管有了這些已知的用于半導體晶片處理的清潔和CMP組合物，對于顯示出良好效應同時限制/避免了襯底的腐蝕的清潔和CMP組合物仍繼續存在著一種需要。確實，基于過氧化氫的組合物對半導體晶片和金屬層表面的腐蝕性(特別對硅)正在越來越大地成為一個問題。此外，使用基于過氧化氫的組合物提出了關于組合物穩定性以及關于在CMP中的清潔和拋光性能的問題。

發明內容

本發明的目的是提供用于配制用于半導體晶片處理的新型組合物的新型氧化劑，此類組合物顯示出良好的清潔和/或拋光效應同時限制/避免了襯底的腐蝕。

本發明因此涉及至少一種氧化劑在用于半導體晶片處理的組合物中的用途，該氧化劑是選自過酸類、尤其是選自下組，其構成為：過酸酯類以及酰亞胺-烷-過羧酸類。本發明還涉及用于半導體晶片處理的包含至少一種氧化劑的一種組合物的用途，該氧化劑是選自過酸類、尤其是選自下組，其構成為：過酸酯類以及酰亞胺-烷-過羧酸類；還涉及在半導體晶片處理中使用的包括至少一種氧化劑的一種組合物，該氧化劑是選自過酸類、尤其是選自下組，其構成為：過酸酯類以及酰亞胺-烷-過羧酸類。

在本發明中，半導體晶片處理通常包括晶片的清潔和/或化學機械平面化(CMP)的步驟。

本發明的實質性特征之一在于降低了在半導體晶片處理中使用的過氧化氫的量而沒有削弱這種處理的效應。這一點的實現是通過使用過酸類，尤其是過酸酯類和/或酰亞胺-烷-過羧酸類，來取代全部的或至少一部分的通常在半導體晶片處理組合物中使用的過氧化氫，由此使之有可能與典型的組合物相比降低了過氧化氫的濃度。的確已發現，過酸類是用于半導體晶片處理的有效的氧化劑。還已發現與過氧化氫相比過酸類引起一種更低的襯底腐蝕。此外，已經發現，與只含有過氧化氫作為氧化劑的那些組合物相比，過酸類允許制備具有延長的保質期的半導體晶片處理組合物。

術語“過酸”是指一種含有至少一個-COOOH基團的化合物。

根據本發明的半導體晶片處理組合物中存在的過酸可以是所存在的唯一的氧化劑。該過酸還可以存在于和其他常見的氧化劑類(例如過氧化氫)的組合中。優選地，過酸是與過氧化氫相結合而使用。

取決于它預期的用途，過酸在該組合物中可以存在的量是至少0.01％w/w，具體是至少0.1％w/w，例如大約1％w/w?？傮w上該組合物中存在的過酸的量是最多40％w/w，優選最多30％w/w，例如大約20％w/w。

在本發明中，用于半導體晶片處理的組合物中存在的氧化劑的總量通常是從0.01到40％w/w。