本发明专利技术提供一种清洁剂和使用该清洁剂的清洁方法，所述清洁剂用于在半导体器件制备工艺中的化学机械抛光工艺之后清洁在其表面上具有铜布线的半导体器件，包含由下式（Ⅰ）表示的化合物：其中，在式（Ⅰ）中，Ｘ↑［１］和Ｘ↑［２］各自独立地表示通过从含有至少一个氮原子的杂环除去一个氢原子形成的一价取代基，并且Ｌ表示二价连接基团。Ｘ↑［１］－Ｌ－Ｘ↑［２］式（Ⅰ）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件制备工艺中在通过化学机械抛光(以下，称作 "CMP")的平面化工艺之后用于清洁半导体器件的清洁剂，和使用该清洁剂 的清洁方法。
技术介绍
在以半导体集成电路(以下，称作"LSI")为代表的半导体器件的制备 中，形成具有与多个层如绝缘层和金属层层压的衬底的多层层压结构。在 多层层压中，在衬底上沉积普通的夹层电介质如p-TEOS膜或OrTEOS膜， 以及包括具有约3.5至2.0的低介电常数的夹层膜(例如，有机聚合物基膜， 含甲基的二氧化硅基膜，含H-Si的二氧化硅基膜，SiOF基膜，多孔二氧 化硅基膜，和多孔有机材料基膜，这些膜通常称作低k膜)的夹层电介质膜 (ILD膜)，和布线中使用的铜的金属膜。然后，通过由CMP进行平面化处 理，将由于沉积工艺产生的不均匀度平面化，并且将新的布线层压在平面 化的表面上。近年来，随着半导体器件的线宽的减小的进展，在衬底的每 一层中，高精度的平面化正在变得越来越必要。因此，CMP工艺的期待值高，并且通过CMP的平面化工艺在半导体器件制备工艺中变得普遍，并且随后的清洁步骤也起到重要作用。按照惯例，在形成铜布线后旨在进行平面化的Cu-CMP步骤之后的洗 涤步骤中，己经使用通常用作半导体清洁剂的酸性清洁剂(盐酸，氢氟酸 等)，但是这种清洁剂不是优选的，原因在于它可能不仅溶解附着在绝缘膜 上的氧化铜而且溶解布线中的金属铜，从而腐蚀和断裂布线。为了除去在 抛光步骤后附着到并且残留在半导体器件表面上的粒子，引起半导体表面 和粒子相互排斥的碱性清洁剂通常认为是有用的，例如，已经提出了含有 特定表面活性剂和碱或有机酸的清洁剂(参见，例如，日本专利申请公开 (JP-A) 2003-289060)，和添加了有机酸、有机碱和表面活性剂的清洁剂(参见，例如，JP-A2005-260213)。然而，出于有效除去附着在衬底表面上的 由将被抛光材料衍生的金属或衬底材料以及有效除去有机物质或研磨粒 子的残留物的观点，这些清洁剂还不完美。当使用含金属离子的清洁剂如氢氧化钠或氢氧化钾作为碱源，作为有 机碱的替代物时，其金属可能吸附在绝缘膜(氧化硅)的表面上而劣化绝缘 特性。在碱性清洁剂中，不含金属离子的无机碱(氨水等)的清洁剂对铜具 有强的溶解力，因此几乎不能用于这些目的。另一方面，含有季铵的清洁剂的优点在于它具有除去粒子而不腐蚀铜 布线的显著效果，但是季铵是如此强的碱，以致于对绝缘层具有强蚀刻力， 因此受困于将其通过CMP工艺平面化的表面粗糙化的缺点。为了克服这 个缺点，已知的是可以通过向季铵中添加过氧化氢来降低蚀刻速度。然而， 在这种情况下，产生由于过氧化氢的氧化力，铜布线表面被氧化从而使导 电性劣化的问题。如上所述，目前需要一种清洁剂，其能够有效除去在设置有铜布线的 半导体器件表面上的杂质，而不造成铜布线的腐蚀或氧化并且不使平面化 的表面粗糙化。考虑到上述问题而进行的本专利技术的目的在于，在半导体器件制备工艺 中在平面化/抛光步骤之后的洗涤步骤中使用的清洁剂，该清洁剂可以有效 地除去在半导体器件、特别是其上设置有铜布线的半导体器件的表面上的 杂质，而不造成铜布线的腐蚀或氧化并且不造成平面化器件的表面状态的 劣化，以及使用该清洁剂的清洁方法。本专利技术是鉴于上述情形而进行，并且提供用于半导体器件的清洁剂和 使用该清洁剂的清洁方法。专利技术人深入细致地研究了在CMP工艺之后使 用的清洁剂的问题，结果他们发现，通过使用如下所示构成的清洁剂可以 解决所述问题，从而完成了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供<1> 一种清洁剂，用于半导体器件制备工艺中在化学机械抛光工艺之 后清洁在其表面上具有铜布线的半导体器件，所述清洁剂包含由下式(I)表示的化合物X1—L—X2 式(1)其中，在式(I)中，X^卩XZ各自独立地表示通过从含有至少一个氮原 子的杂环除去一个氢原子形成的一价取代基，并且L表示二价连接基团。本专利技术的第二方面提供一种清洁其上设置有铜布线的半导体器件的 方法，该方法包括使用本专利技术第一方面所述的清洁剂。具体实施方式尽管本专利技术的机理尚不清楚，但是据认为如下清洁剂中使用的由式 (I)表示的化合物，由于其结构，即在其分子中含有的杂环结构，具有高的 捕获残留在衬底表面上的有机物质的残留物如钝化膜的能力，因此取代或吸附在CMP工艺后残留在衬底表面上的有机物质，从而将有机物质从表 面上除去并且将它们有效溶解和分散在清洁溶液中。由式(I)表示的化合物 所拥有的这种功能归结于与酸或碱的有机物质溶解作用不同的机理，所述 酸或碱的有机物质溶解作用对衬底表面有影响，因此能够在不损害衬底表 面的情况下、特别是在不损害衬底表面上形成的金属布线如铜布线的表面 的情况下，除去有机物质的残留物。作为本专利技术清洁剂清洁对象的半导体器件是在半导体器件制备工艺 中已经经过化学机械抛光的衬底，并且所述衬底可以是具有形成在衬底材 料表面上的金属布线的单层衬底，也可以是具有在其表面上隔着夹层电介 质形成的布线的多层布线板。根据本专利技术，可以提供一种在半导体器件制备工艺中在平面化/抛光步 骤之后的洗涤步骤中使用的清洁剂，该清洁剂可以有效除去半导体器件、 特别是其上设置有铜布线的半导体器件的表面上的杂质，而不造成铜布线 的腐蚀或氧化并且不造成平面化器件表面状态的劣化，还可以提供一种使 用该清洁剂的清洁方法。下面将描述本专利技术的具体方面。本专利技术的清洁剂是用于在半导体器件制备工艺中化学机械抛光工艺之后清洁在其表面上具有铜布线的半导体器件的清洁剂，所述的清洁剂包 含由下式(I)表示的化合物X1—L—X2 式(1)其中X^卩乂2各自独立地表示通过从含有至少一个氮原子的杂环除去 一个氢原子形成的一价取代基，并且L表示二价连接基团。首先，描述由式(I)表示的化合物，即本专利技术清洁剂中含有的特征组分。<(A)由式(1)表示的化合物>X1 —L—X2 式(1)其中X'和乂2各自独立地表示通过从含有至少一个氮原子的杂环除去 一个氢原子形成的一价取代基。由X'和XZ表示的一价取代基是从杂环结构衍生的取代基，即通过从 杂环的环结构中除去一个氢原子而衍生自该杂环的取代基。对可以构成一价取代基的杂环没有特别限制，只要它是在其分子中具 有一个或多个氮原子的杂环即可，并且杂环中含有的氮原子的数量优选为 l至5，更优选为2至4，最优选为3或4。其环结构可以是由5元环(five rings)组成的单环结构或选自3-、 4-、 5-、 6-和7-元环的单环结构，或者还 可以是其环-稠合结构，但是优选为5-或6-元环。可以构成在式(I)中由X1和f表示的一价取代基的含氮杂环的具体实 例包括吡咯环，吡喃环，咪唑环，吡唑环，噻唑环，异噻唑环，噁唑环， 异噁唑环，吡啶环，吡嗪环，嘧啶环，哒嗪环，吡咯烷环，吡唑烷环，咪 唑烷环，异噁唑烷环，异噻唑垸环，哌啶环，哌嗪环，吗啉环，硫代吗啉 环，二氢吲哚环，二氢异吲哚环，中氮茚环，吲哚环，吲唑环，嘌呤环， 喹嗪环，异喹啉环，喹啉环，1,5-二氮杂萘环，2，3-二氮杂萘环，喹喔啉环， 喹唑啉环，噌啉环，蝶啶环，吖啶环，萘嵌间二氮杂苯环，菲咯啉环，咔 唑环，咔啉环，吩嗪环，蒽氮丙啶(anthyridine)环，噻二唑本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种清洁剂，用于在半导体器件制备工艺中的化学机械抛光工艺之后清洁在其表面上具有铜布线的半导体器件，所述清洁剂包含由下式（Ⅰ）表示的化合物： Ｘ↑［１］－Ｌ－Ｘ↑［２］ 式（Ⅰ） 其中，在式（Ⅰ）中，Ｘ↑［１］和Ｘ↑［２］各自独立地表示通过从含有至少一个氮原子的杂环除去一个氢原子形成的一价取代基，并且Ｌ表示二价连接基团。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：西胁良典，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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