无胺CMP后组合物及其使用方法技术

本发明专利技术涉及从其上具有化学机械抛光(CMP)后残留物和污染物的微电子器件上清洁所述残留物和污染物的清洁组合物和方法。所述清洁组合物基本不含胺和含铵化合物如季铵碱。所述组合物实现了从所述微电子器件的表面高度有效地清洁所述CMP后残留物和污染材料，而不会损害低-k介电材料或铜互连材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及从其上具有化学机械抛光(CMP)后残留物和污染物的微电子器件上清洁所述残留物和污染物的清洁组合物和方法。所述清洁组合物基本不含胺和含铵化合物如季铵碱。所述组合物实现了从所述微电子器件的表面高度有效地清洁所述CMP后残留物和污染材料，而不会损害低-k介电材料或铜互连材料。【专利说明】无胺CMP后组合物及其使用方法
本专利技术通常涉及用于从其上具有残留物和/或污染物的微电子器件上清洁所述残留物和/或污染物的组合物。
技术介绍
微电子器件晶片被用于形成集成电路。所述微电子器件晶片包含衬底如硅，将衬底的区域图案化以沉积具有绝缘、导电或半导电性质的不同材料。为了获得恰当的图案化，必须除去在衬底上形成各层的过程中使用的过量材料。另外，为了制造功能性且可靠的电路，重要的是在后续加工之前制备平坦或平面的微电子晶片表面。因此，需要除去和/或抛光微电子器件晶片的某些表面。化学机械抛光或平面化(“CMP”)是其中将材料从微电子器件晶片的表面除去且通过物理方法如研磨与化学方法如氧化或螯合的联用来抛光(更具体地平面化)所述表面的过程。以其最基本的形式，CMP包括施用浆料如磨料和活性化学品的溶液到抛光垫，打磨微电子器件晶片的表面以完成去除、平面化和抛光过程。由纯粹物理作用或纯粹化学作用构成的去除或抛光过程并不令人满意，而是需要两者的增效组合以实现快速均匀的去除。在集成电路的制造中，CMP浆料应该还能够优先除去包括金属和其他材料的复合层的薄膜，从而可以生成高度平面化的表面用于随后的光刻或图案化、蚀刻和薄膜加工。近来，铜已经日益用于集成电路中的金属互连中。在常用于微电子器件制造中电路的金属化的铜镶嵌法 中，必须被除去并被平面化的层包含具有约I~1.5_的厚度的铜层和具有约0.05~0.15 μ m的厚度的铜晶种层。这些铜层通过典型地约50~300 A厚的阻隔材料层与介电材料表面隔开，这防止铜扩散到氧化物介电材料中。在抛光之后在晶片表面上获得良好均匀性的一个关键在于使用对各种材料具有恰当去除选择性的CMP浆料。上述包括晶片衬底表面准备、沉积、电镀、蚀刻和化学机械抛光的加工操作多方面地需要清洁操作以保证微电子器件产品不含任何污染物，所述污染物不然将会有害地影响产品功能或甚至使其无法用于其预定功能。这些污染物的粒子常小于0.3 μ m。在这方面的一个特定问题是在CMP加工之后留在微电子器件衬底上的残留物。这类残留物包含CMP材料和腐蚀抑制剂化合物如苯并三唑(BTA)。如果未被除去，则这些残留物可能引起铜线损坏或使铜金属化严重粗糙，以及引起CMP后施加的层在器件衬底上的不良粘着。铜金属化的严重粗糙特别成问题，因为过度粗糙的铜可以引起微电子器件产品的不良电学性能。微电子器件生产所共有的另一残留物生成过程包括气相等离子体蚀刻，其用以将显影的光致抗蚀剂涂层的图案转移到下面的层上，所述下面的层可以由硬掩模层、层间电介质(ILD)层和蚀刻终止层组成。可能包含存在于衬底上和等离子体气体中的化学元素的气相等离子体蚀刻后残留物典型地沉积在后段制程(BEOL)结构上且如果不被除去，则可能妨碍随后的硅化或触点形成。常规清洁化学品常损坏ILD，吸收到ILD的孔中由此增加介电常数，和/或腐蚀金属结构。
技术实现思路
本专利技术通常涉及从其上具有残留物和污染物的微电子器件清洁所述残留物和/或污染物的组合物和方法。本专利技术的清洁组合物基本不含胺和铵物质。所述残留物可以包含CMP后、蚀刻后和/或灰化后残留物。一方面，描述了包括至少一种碱性盐、至少一种有机溶剂、至少一种络合剂和水的清洁组合物，其中所述组合物基本不含胺和含铵盐。另一方面，描述了基本上由至少一种碱性盐、至少一种有机溶剂、至少一种络合剂和水组成的清洁组合物，其中所述组合物基本不含胺和含铵盐。又一方面，描述了由至少一种碱性盐、至少一种有机溶剂、至少一种络合剂和水组成的清洁组合物，其中所 述组合物基本不含胺和含铵盐。另一方面涉及试剂盒，其包括在一个或多个容器中的用于形成清洁组合物的一种或多种以下试剂，所述一种或多种试剂选自:至少一种碱性盐；至少一种有机溶剂；至少一种螯合剂；和任选至少一种表面活性剂；其中所述试剂盒适用于形成所述组合物。又一方面涉及从其上具有残留物和污染物的微电子器件除去所述残留物和污染物的方法，所述方法包括使所述微电子器件与清洁组合物接触足够的时间以从所述微电子器件至少部分地清洁所述残留物和污染物，其中所述清洁组合物包含至少一种碱性盐；至少一种有机溶剂；至少一种螯合剂；任选至少一种表面活性剂；和水。通过以下公开内容和权利要求书，其他的方面、特点和优点将更加显而易见。【具体实施方式】本专利技术通常涉及可用于从其上具有残留物和污染物的微电子器件除去所述材料的组合物。所述组合物特别可用于除去CMP后、蚀刻后或灰化后残留物。为了便于提及，“微电子器件”对应于半导体衬底、平板显示器、相变储存装置、太阳能电池板及包含太阳能衬底、光电池和微型机电系统(MEMS)的其他产品，其被生产用于微电子、集成电路或计算机芯片应用。太阳能衬底包括但不限于硅、非晶硅、多晶硅、单晶硅、CdTe、硒化铜铟、硫化铜铟和在镓上的砷化镓。所述太阳能衬底可以为掺杂或无掺杂的。应理解术语“微电子器件”并非想要以任何方式加以限制，而是包含最后将成为微电子器件或微电子组件的任何衬底。在本文中使用时，“残留物”对应于在包括但不限于等离子体蚀刻、灰化、化学机械抛光、湿式蚀刻及其组合的微电子器件生产期间产生的粒子。在本文中使用时，“污染物”对应于在CMP浆料中存在的化学品、抛光浆料的反应副产物、在湿式蚀刻组合物中存在的化学品、湿式蚀刻组合物的反应副产物和作为CMP过程、湿式蚀刻、等离子体蚀刻或等离子体灰化过程的副产物的任何其他材料。在本文中使用时，“CMP后残留物”对应于来自抛光浆料的粒子如含有氧化硅的粒子、在该浆料中存在的化学品、抛光浆料的反应副产物、富碳粒子、抛光垫粒子、刷涂减载(brush deloading)粒子、构造粒子(construction particle)的设备材料、铜、氧化铜、有机残留物和作为CMP过程的副产物的任何其他材料。如在本文中定义，“低_k介电材料”对应于在层状微电子器件中作为介电材料使用的任何材料，其中所述材料具有小于约3.5的介电常数。优选地，所述低-k介电材料包含低极性材料，诸如含硅有机聚合物、含硅杂化有机/无机材料、有机硅酸盐玻璃(OSG)、TEOS、氟代硅酸盐玻璃(FSG)、二氧化硅和碳掺杂的氧化物(CDO)玻璃。应了解所述低_k介电材料可以具有不同的密度和不同的孔隙度。如在本文中定义，“络合剂”包含本领域技术员人员理解为络合剂、螯合剂和/或掩蔽剂的那些化合物。络合剂将与欲使用本文所述的组合物除去的金属原子和/或金属离子化学结合或物理固留住所述金属原子和/或金属离子。如在本文中定义，术语“阻隔材料”对应于在本领域中用于密封金属线如铜互连(copper interconnect)以使所述金属如铜向介电材料的扩散最少化的任何材料。优选的阻隔层材料包含钽、钛、钌、铪、钨、其他难熔金属及它们的氮化物和硅化物以及其组合。如在本文中定义，“蚀刻后残留物”对应于在气相等离子体蚀刻过程如BEOL双本文档来自技高网...

【技术保护点】
清洁组合物，包括至少一种碱性盐、至少一种有机溶剂、至少一种络合剂和水，其中所述组合物基本不含胺和含铵盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·A·巴尼斯，刘俊，张鹏，
申请(专利权)人：高级技术材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US