[發(fā)明專利]穩(wěn)定型化學(xué)機械拋光后清洗液、其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910332526.2
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110004449A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王溯;馬麗;史筱超
• 申請（專利權(quán)）人: 上海新陽半導(dǎo)體材料股份有限公司
• 主分類號: C23G1/18
• 分類號: C23G1/18;C23G1/20;C23F3/04;H01L21/02
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 王衛(wèi)彬;鄒玲

本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定型化學(xué)機械拋光后清洗液、其制備方法和應(yīng)用。所述的清洗液包括強堿、醇胺、抗氧化酶、緩蝕劑、螯合劑、表面活性劑、以及水。本發(fā)明的清洗液可用于化學(xué)機械拋光后的半導(dǎo)體器件中，可以實現(xiàn)防止對銅基芯片的腐蝕，粗糙度減小，并且穩(wěn)定性良好，清洗效果也明顯提升的效果，具有較好的工業(yè)應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定型化學(xué)機械拋光后清洗液、其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

化學(xué)機械拋光或平坦化(“CMP”)是半導(dǎo)體器件制造工藝中的一種技術(shù)，從微電子裝置晶片表面上去除材料的工藝過程，從而達到表面被拋光(平坦化)的目的。目前，CMP技術(shù)最廣泛的應(yīng)用是在集成電路(IC)和超大規(guī)模集成電路中(ULSI)對基體材料硅晶片的拋光。而國際上普遍認(rèn)為，器件特征尺寸在0.35μm以下時，必須進行全局平面化以保證光刻影像傳遞的精確度。

但是，采用CMP法后容易在半導(dǎo)體器件表面上留下有雜質(zhì)。為了避免器件可靠性降低，且為了避免引入能夠使產(chǎn)率降低的缺陷，必須在對半導(dǎo)體器件進行后續(xù)加工前去除這些雜質(zhì)。人們因此而開發(fā)了用于清洗CMP殘層的基板表面的后CMP清洗溶液。

傳統(tǒng)上用基于氫氧化銨的堿性溶液進行后CMP清洗。目前大多數(shù)CMP用在含鋁、鈕和氧化物的表面上。但是，在制造半導(dǎo)體時，銅日益成為生產(chǎn)芯片的材料。傳統(tǒng)的后CMP法不足以清洗含銅表面或者在清洗的過程中容易導(dǎo)致銅表面受到腐蝕。

可用于銅金屬表面的清洗配方描述在專利CN1433567A和CN101146901B中，其包含四甲基氫氧化銨(TMAH)、單乙醇胺(MEA)、銅腐蝕抑制劑和水。這種配方雖然包含銅腐蝕抑制劑，但是缺點是在接觸氧時的易劣化性，而這將導(dǎo)致配方物的顏色變暗，結(jié)果可能會使清洗能力喪失，清洗劑不再具有顯著的功效。此外，在清洗過程中長時間接觸氧的情況下，必然會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。因此，為了避免清洗劑接觸氧，需要將其保護在氮氛下或者采用其他合理的手段，但是這些都會使得條件苛刻并且經(jīng)濟成本增加。因此，需要一種用于銅基芯片的CMP后清洗液。這樣的CMP后清洗液需要基本上能夠有效地將目標(biāo)表面中實質(zhì)上所有的顆粒去除并且能夠防止對銅基芯片的腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的清洗液對于清潔銅基芯片的效果不佳并且能夠防止對銅基芯片的腐蝕，而提供了一種穩(wěn)定型化學(xué)機械拋光后清洗液、其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的清洗液用于銅基芯片的后CMP中，清洗效果好。

本發(fā)明主要是通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題的：

本發(fā)明提供了一種清洗液，其原料包括下列質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：0.01％-25％的強堿、0.01％-30％的醇胺、0.001％-1％的抗氧化酶、0.01％-10％的緩蝕劑、0.01％-10％的螯合劑、0.01％-5％的表面活性劑、以及水，各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為100％。

其中，所述的強堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為1％-20％，例如5-15％。所述的醇胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為1％-10％，例如5％-8％。所述的抗氧化酶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為0.002％-0.1％，例如0.005％-0.01％。所述的緩蝕劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為0.1％-1％，例如0.5％-0.8％。所述的螯合劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為0.1％-1％，例如0.3％-0.9％。所述的表面活性劑可為0.1％-1％；例如0.2％-0.7％。

其中，所述的清洗液中，各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為100％，故水的用量優(yōu)選以補足各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為100％計。

所述的強堿優(yōu)選為季銨堿類、季鏻堿類和胍類化合物中的一種或多種；

所述的季銨堿類優(yōu)選為四烷基季銨堿和/或烷基上有羥基取代基的季銨堿；

所述四烷基季銨堿優(yōu)選為四甲基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨和四丁基氫氧化銨中的一種或多種；