[發明專利]化學機械式研磨后清洗用組合物

有效

• 申請號: 201880018338.6
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN110418834B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 李昇勛;李昇炫;金勝煥
• 申請（專利權）人: 榮昌化學制品株式會社
• 主分類號: C11D11/00
• 分類號: C11D11/00;C11D7/32;C11D7/26;C11D7/50
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發明旨在提供一種在有效去除化學機械式研磨后的晶片基板表面附著的雜質的同時，不腐蝕金屬排線材料的化學機械式研磨后清洗用組合物，涉及一種包含氫氧化膽堿、四丁基氫氧化銨、1,2,4?三唑、2?羥基吡啶以及余量的超純水的化學機械式研磨后清洗用組合物。

技術領域

本發明涉及化學機械式研磨后清洗用組合物，更具體地，涉及一種在半導體制造工藝中，使用于包括金屬排線及金屬膜狀半導體基板的清洗工藝，特別是使用于清洗已進行化學機械式研磨后露出金屬排線的半導體基板的清洗用組合物。

根據本發明的清洗液組合物用pH 9～13可以有效去除殘留物及污染物，且具有抑制銅腐蝕的效果，因此可以制造優異的半導體。

背景技術

在半導體工藝中，隨著排線的線幅逐漸減小，排線的截面積減小，因而電阻增加，并且由于排線間間隔減小而發生信號延遲。作為減小這種信號延遲的一環，排線的材料用具有低電阻率特性的銅(Cu)替代，絕緣層的材料用具有更低介電常數的物質替代。

可是，如此在將排線材料用銅替代方面，如果應用在現有鎢(W)和鋁(Al)排線形成工藝中使用的干式蝕刻(dry etch back)工藝，則銅與氯(Cl)反應而形成揮發性低的銅-氯絡合物(complex)。

這種銅-氯絡合物殘留于基板表面，作為妨礙蝕刻的障礙物進行作用，從而在形成圖案方面引起問題。

為了克服這種問題，導入了化學機械式研磨(Chemical Mechanical P olishing：以下簡稱“CMP”)工藝。即，由利用所述化學機械式研磨工藝的大馬士革工藝(damasceneprocess)，將銅沉淀于在層間電介質中蝕刻的線內后，經過去除剩余的銅并使表面平坦化的步驟。

這種平坦化過程一般使用化學機械式研磨工藝，所述化學機械式研磨工藝為在供應由研磨顆粒與化學藥品混合的漿料的情形下，將硅晶片壓附于研磨布并旋轉，從而對絕緣膜或金屬材料進行研磨、平坦化的工藝。由這種化學式去除與機械式去除混合的研磨方法，可以有效使硅晶片的表面平坦化。

但是，在CMP工藝中所使用的研磨顆?；蚧瘜W藥品等，會污染晶片表面，引發圖案缺陷或貼緊性不良、電氣特性不良，因而需要將其完全去除。在用于去除這些污染物的CMP后(post-CMP)清洗工藝中，一般執行并行使用清洗液的化學作用與由海綿刷等的物理作用的刷洗。

但是，CMP后由清洗液反而在晶片表面沉積不希望的物質，從而會使所制造的半導體品質低下，并且，清洗液與露出的銅排線接觸，沿著諸如Ta、TaN的金屬膜狀與銅排線的界面而引起楔形腐蝕，從而會發生降低裝置的可靠性的所謂側縫現象等。

因此，對既能夠從晶片表面有效去除污染物質，又能夠在清洗時防止金屬排線材料腐蝕的清洗用組合物的研究正在進行中。

作為其一個示例，在韓國公開專利公報第10-2015-0054471號中，公開了一種包含氫氧化四烷基銨，特別是氫氧化四甲基銨、抗壞血酸、檸檬酸和去離子水，不包含除氫氧化四烷基銨之外的胺類化合物的CMP后清洗用組合物。

作為另一示例，在韓國授權專利公報第10-1572639號，公開了一種包含2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-Amino-2-methyl-1-propanol)0.01至10wt％、季銨氫氧化銨(特別是四甲基氫氧化銨)0.1至10wt％、螯合劑0.001至3wt％、哌嗪(Piperazine)0.001至5wt％及使整個組合物總重量成為100wt％的余量的超純水的CMP后清洗液組合物。

作為又一示例，在韓國公開專利公報第10-2014-0139565號中，公開了一種清洗組合物，包含至少一種以上的季銨堿(特別是四甲基氫氧化銨)、一種以上的胺(特別是單乙醇胺)、一種以上的唑類腐蝕抑制劑(特別是1,2,4-三唑)、一種以上的還原劑(特別是抗壞血酸)及水。

發明內容

要解決的問題