本发明专利技术涉及从在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无胺组合物和方法。所述无胺组合物优选包含至少一种氧化剂、至少一种络合剂、至少一种碱性化合物和水，且具有在约2.5～约11.5范围内的pH。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】本专利技术涉及从在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无胺组合物和方法。所述无胺组合物优选包含至少一种氧化剂、至少一种络合剂、至少一种碱性化合物和水，且具有在约2.5～约11.5范围内的pH。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，而不损害低-k介电材料或铜互连材料。【专利说明】用于CMP后去除的组合物及使用方法 相关申请的交叉引用 本申请要求 2012 年 2 月 15 日以JunLiu、JeffreyBarnes、EmanuelI.Cooper、 LaishengSun、StevenMedcUJiehHwaShyu、LucyDai和ZacharyWan之名提交的题为"改 善的化学机械抛光后制剂及其使用方法（ImprovedPost-ChemicalMechanicalPolishing FormulationsandMethodsofUsingSame)"的美国临时专利申请 61/599, 162 号；2012 年5 月 24 日以JunLiu、JeffreyA.Barnes、LaishengSun和ElizabethThomas之名提交 的题为"低pHCMP后残留物去除组合物及使用方法（LowpHPost-CMPResidueRemoval CompositionandMethodofUse)"的美国临时专利申请61/651,287 号；2012年6月 7 日 以JunLiu、JeffreyA.Barnes、LaishengSun和ElizabethThomas之名提交的题为"低 pHCMP后残留物去除组合物及使用方法（LowpHPost-CMPResidueRemovalComposition andMethodofUse)"的美国临时专利申请61/656, 992号；和2012年6月18日以JunLiu、 JeffreyA.Barnes>EmanuelI.Cooper、LaishengSun、ElizabethThomas和JasonChang 之名提交的题为"使用包含表面活性剂的组合物的CMP后去除（Post-CMPRemovalUsing CompositionsComprisingSurfactant)"的美国临时专利申请61/661，160号的优先权，其 各自通过引用全部并入本文中。
本专利技术涉及从在其上具有残留物和/或污染物的微电子器件上实质且有效地清 洁残留物和/或污染物的无胺组合物。
技术介绍
众所周知，对于先进的微电子应用，集成电路（1C)生产商已经用铜来替换铝和铝 合金，因为铜具有较高的导电性，这转变成在互连性能方面的显著改善。另外，铜基互连提 供比铝好的抗电迁移性，由此改善了互连可靠性。尽管如此，铜的实施面临着某些挑战。例 如，铜（Cu)对二氧化硅（Si02)和对其它介电材料的粘着性通常不良。不良粘着性导致在 制造过程期间铜从邻接的薄膜剥离。并且，铜离子在电偏压下易于扩散到Si02中，且即使 在电介质内非常低的CU浓度下也增加在铜线之间的介电漏电。另外，如果铜扩散到定位有 源器件的下伏硅中，器件性能则会劣化。 铜在二氧化硅（Si02)中及在其它金属间电介质（MD)/层间电介质（ILD)中的高 扩散率的问题仍然备受关注。为了解决这个问题，必须将集成电路衬底用封装铜且阻断铜 原子的扩散的合适阻隔层涂布。包含导电材料和非导电材料两者的阻隔层通常在图案化介 电层以上且在沉积铜之前形成。用于该阻隔层的典型材料包括钽（Ta)、氮化钽（TaNx)、钨 (W)、钛（Ti)、氮化钛（TiN)、钌（Ru)、钴（Co)、钥（Mo)、铼（Rh)及其合金。 在深亚微米半导体的制造中，使用铜镶嵌法以在低_k介电层中形成导电铜线和 通孔。该镶嵌法的一个重要步骤是铜化学机械抛光（CMP)，以便除去在介电层表面之上的过 量的铜。CMP工艺包括在受控制的压力和温度下在CMP浆料存在下相对于湿式抛光垫固持 并旋转半导体器件的薄的平坦衬底。对于具体的CMP过程和需求，所述浆料视情况含有研 磨材料和化学添加剂。在该CMP工艺之后，由来自抛光浆料的颗粒、加到浆料中的化学品和 抛光浆料的反应副产物组成的污染物留在晶片表面上。所有污染物必须在微电子器件制造 过程中的任何进一步的步骤之前除去，以避免器件可靠性劣化及将缺陷引入器件中。这些 污染物的颗粒常小于〇. 3iim。 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，这些残留物 则可能引起铜线损坏或使铜金属化严重粗糙，以及引起CMP后施加在器件衬底上的层的不 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。为此，已经研发了CMP后去除组合物以除去CMP后残留物和污染物。 常规清洁技术使用清洁溶液如基于氢氧化铵的碱性溶液流体流经晶片表面以及 超声波震动、喷射或刷涂以除去污染物。所述清洁溶液通过攻击晶片表面或与污染物反应， 随后从晶片除去逐出的污染物来除去污染物。不利地，一些污染物对于在清洁溶液中的化 学成分可能是化学惰性的。另外，本领域已知的含胺清洁溶液发出气味并释放胺蒸气到加 工处（fab)，其可使光致抗蚀剂中毒。 提供用于CMP后清洁微电子器件、用于从所述器件的表面基本无缺陷且基本无刮 痕地除去CMP残留物和污染物的改善的无胺组合物，将是本领域中的显著进步。所述水性 组合物实现了在不损坏暴露的低_k介电材料及互连和通孔材料如含铜和/或铝的材料的 情况下从器件的表面基本去除残留物和污染物。
技术实现思路
本专利技术总体上涉及从在其上具有残留物和污染物的微电子器件上清洁所述残留 物和/或污染物的无胺组合物和方法。一方面，本文所述的组合物包含以下各物、由以下 各物组成或基本上由以下各物组成：至少一种氧化剂、至少一种络合剂、至少一种碱性化合 物、至少一种缓冲剂和水，其中所述组合物基本不含胺、季碱、含有氟化物的来源和在化学 机械抛光过程中通常使用的研磨材料。任选地，所述清洁组合物还可包含至少一种溶剂化 齐U、至少一种表面活性剂或这两者。所述残留物可包括CMP后残留物。 另一方面，本专利技术涉及试剂盒，其包含在一个或多个容器中的用于形成无胺组合 物的以下试剂中的一种或多种，所述一种或多种试剂选自至少一种氧化剂、至少一种络合 齐IJ、至少一种碱性化合物、至少一种缓冲剂和水，其中所述组合物基本不含胺、季碱、含有氟 化物的来源和在化学机械抛光过程中通常使用的研磨材料，且其中所述试剂盒用以形成适 合从在其上具有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无胺 组合物。所述至少一种氧化剂可在清洁装置处或在所述清洁装置上游加到所述无胺组合物 中。 又一方面，本专利技术涉及从在其上具有残留物和污染物的微电子器件上清洁所述残 留物和污染物的方法，所述方法包括使所述微电子器件与无胺组合物接触历时足以从所述 微电子器件上至少部分地清洁所述残留物和污染物的时间，其中所述无本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于从表面上清洁残留物和污染物的组合物，所述组合物包含至少一种氧化剂、至少一种络合剂、至少一种碱性化合物、至少一种缓冲剂和水，其中所述组合物基本不含胺、季碱、含有氟化物的来源和在化学机械抛光过程中通常使用的研磨材料。
【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：刘俊，杰弗里·A·巴尼斯，埃马纽尔·I·库珀，孙来生，伊丽莎白·托马斯，杰森·张，
申请(专利权)人：安格斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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