[發(fā)明專利]CMP后清洗液組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610533445.5
• 申請日: 2016-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN106191887B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李錫浩;宋定桓;全成植;趙誠一;韓挪;金炳卓;林娥鉉
• 申請（專利權(quán)）人: LTCAM株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C23G1/20
• 分類號(hào): C23G1/20
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11243
• 代理人: 鐘晶,金鮮英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于在銅平板晶片(copper plate wafer)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)后除去殘留物和污染物的清洗液組合物。更詳細(xì)地，涉及包含2-氨基-2-甲基-1-丙醇、季銨氫氧化物、螯合劑、腐蝕抑制劑和余量的水的CMP清洗液組合物。

背景技術(shù)

作為半導(dǎo)體元件的金屬配線材料而大量使用的是鋁。盡管鋁的電阻特性或?qū)﹄娮舆w移(electromigration)現(xiàn)象的阻抗比銅弱，但是與SiO₂的粘接力(adhesion)良好且加工性優(yōu)異而被廣泛使用，然而在實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件的高速方面存在限制。由于伴隨生產(chǎn)廠家的節(jié)約成本競爭的元件的高集成化，配線線寬減少，由此電阻電容延遲(RC delay)增加，從而超過了門延遲對(duì)元件性能帶來的影響。為了解決這一問題，開始使用與鋁相比電阻小而能夠更快地傳輸電子信號(hào)的銅作為配線物質(zhì)。銅與其他金屬相比，電阻率值非常低，電流順暢，因此能夠防止電子的過度集中，能夠減少因發(fā)熱引起的斷電的問題。另外，與鋁相比，由于對(duì)電子遷移現(xiàn)象的阻抗大，因此具有能夠改善斷線和可靠性的優(yōu)點(diǎn)，從而作為配線物質(zhì)是有利的。

但是，盡管銅具有如上所述的優(yōu)點(diǎn)，但由于不能進(jìn)行干式蝕刻，所以在形成圖案方面存在問題，因而銅在半導(dǎo)體工序中的導(dǎo)入晚。為了解決這一問題，導(dǎo)入了利用化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Planarization,CMP)的大馬士革鑲嵌(damascene)工序。

CMP是化學(xué)和機(jī)械研磨同時(shí)進(jìn)行的研磨方法，利用化學(xué)藥品(chemical)在晶片表面形成容易去除的活性層(active layer)，同時(shí)利用研磨劑(abrasive)、晶片(wafer)與墊片(pad)之間的壓力和相對(duì)轉(zhuǎn)速引起的摩擦去除活性層而進(jìn)行平坦化。

CMP工序中，漿料包含研磨劑和化合物，在銅配線界面以化學(xué)、機(jī)械的方式發(fā)揮作用來進(jìn)行平坦化。CMP工序后，包含研磨劑的漿料顯示出研磨后在銅表面殘留漿料內(nèi)添加物或研磨劑強(qiáng)力吸附的傾向，未去除的漿料和研磨劑持續(xù)腐蝕銅薄膜表面而使配線產(chǎn)生缺陷(defect)，阻礙平坦化或?qū)盈B時(shí)作為異物(contaminant)發(fā)揮作用，從而降低配線的高集成化和性能。由此，在GCMP工序后進(jìn)行通過刷子(brush)和超純水清洗而去除殘余污染物的緩解步驟工序(拋光步驟(buffing step))，但是無法保障徹底的清洗。因此，要求對(duì)用于成功的清洗的清洗步驟的研究。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)課題

本發(fā)明用于解決上述問題，其目的在于提供一種CMP后清洗液組合物，其作為pH 10～14的堿性水體系，去除CMP工序后殘留的研磨劑和有機(jī)污染物，能夠防止銅腐蝕，并能夠防止反向吸附(reverse adsorption)。

解決課題方法

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種CMP后清洗液組合物，其包含：2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-Amino-2-methyl-1-propanol)0.01～10wt％、季銨氫氧化物0.1～10wt％、螯合劑0.001～3wt％、哌嗪(Piperazine)0.001～5wt％以及使全部組合物總重量為100wt％的余量的超純水。

另外，根據(jù)本發(fā)明的CMP后組合物包含：2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-Amino-2-methyl-1-propanol)0.01～10wt％、四甲基氫氧化銨(TMAH)0.1～10wt％、1,2-環(huán)己二胺四乙酸(1,2-cyclohexane diamine tetra acetic acid,CyDTA)0.001～3wt％、哌嗪(Piperazine)0.001～5wt％以及使全部組合物總重量為100wt％的余量的超純水。

根據(jù)本發(fā)明的CMP后清洗液組合物以pH為10～14為特征。

并且，根據(jù)本發(fā)明的CMP后清洗液組合物以按1：50～1：100的稀釋比使用為特征。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的CMP后清洗液組合物的pH為10～14，能夠有效去除殘留物和污染物，與有機(jī)或金屬性蝕刻殘留物形成配位鍵，從而防止從基板再沉積，并具有抑制銅腐蝕的效果，能夠制造優(yōu)異的半導(dǎo)體。

具體實(shí)施方式

以下，以實(shí)施例為基礎(chǔ)詳細(xì)地說明本發(fā)明。