【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体制造工艺领域，尤其涉及一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂及其制备方法与用途。
技术介绍
1、随着半导体技术的发展，超大规模集成(ulsi)的集成水平已经达到了一个芯片上亿到数十亿个器件的规模，两层或多层金属互连得到了广泛的应用。传统的互连由铝制成。然而，随着集成电路中半导体器件临界尺寸的不断缩小，金属互连的电路密度不断提高；并且所需的响应时间不断缩短，因此传统的铝金属互连无法满足ulsi发展的要求。在技术节点低于130nm后，铜互连取代了铝互连。与铝互连相比，铜的电阻率较低，可以降低互连线路的电阻-电容(rc)延迟，从而改善电迁移；并且设备的稳定性可能会得到改善。形成铜金属互连的最先进方法是大马士革工艺的嵌入技术。
2、随着半导体技术的发展，为了进一步降低后段的电阻电容延迟效应，需要将大马士革工艺及超低k电介质材料相结合引入集成电路制造。然而，铜原子很容易在电介质材料中发生扩散，导致器件失效，并且铜对电介质材料的润湿性较差，因而需要在采用大马士革工艺形成的互连结构的侧壁和底部沉积一阻挡层。之后，在互连结构中填充铜金属。在大马士革工艺的一体化刻蚀之后，层间介质层中形成的通孔的内壁上会残留含氟和氯的聚合物。沉积阻挡层之前，需要通过湿法清洗去除一体化刻蚀所产生的聚合物残留。在湿法清洗之前，晶圆表面存在静电，这是由一体化刻蚀产生的等离子体诱导产生的，该静电导致湿法清洗不能有效去除一体化刻蚀所产生的聚合物残留，聚合物残留处会存在大量的静电电荷。
3、金属互连结构中使用的主流阻挡层材料是钽(ta)和氮化
4、本申请的目的在于提供一种改善铜金属互连的电偶腐蚀的清洗剂，用于解决现有技术中铜互连结构内的铜与阻挡层中的钽之间发生电偶腐蚀的问题。同时该清洗剂能选择性去除一定厚度的氮化钛硬掩膜。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题：解决铜和钽电偶腐蚀严重、无法选择性去除氮化钛硬掩膜的问题。
2、鉴于现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂及其制备方法与用途，其可仅在无需超声波工艺配合清洗的纯浸泡工艺条件下，仍能保持极为优异的选择性和低腐蚀电位。
3、需要注意的是，在本专利技术中，除非另有规定，涉及组成限定和描述的“包括”的具体含义，既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义，也包含了封闭式的“由…组成”等及其类似含义。
4、为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用了以下方案：
5、一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于，按照重量份计算，包括如下组分：
6、功能剂 12-20份；
7、抗静电剂 1-7份；
8、保护剂 0.2-1份；
9、有机碱 6-13份；
10、氧化剂 3-14份；
11、溶剂 15-25份；
12、超纯水 40-60份。
13、进一步地，所述的功能剂为1-辛基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐(cas号：862731-66-6)、1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑正烷基磺酸盐中的至少一种。
14、进一步地，所述的抗静电剂为二氨基磷酸苯酯、脂肪醇磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、月桂酸聚氧乙烯酯中的至少一种。
15、进一步地，所述的保护剂为苯骈三氮唑钠、苯骈三氮唑、2-巯基苯骈噻唑、巯基苯骈噻唑钠、甲基苯骈三氮唑中的至少一种。
16、进一步地，所述的有机碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、二乙醇胺、三乙醇胺、丙醇胺、n,n,n,n,n-五甲基二乙烯基三胺和n,n,n,n-四甲基-1,6-己二胺中的至少一种。
17、进一步地，所述的氧化剂为过氧化氢、过氧化二苯甲酰、过氧乙酸、过氧化脲、过氧苯甲酸、过硫酸铵、过氧苯甲酸、高碘酸、高氯酸、n-甲基吗啉氧化物中的至少一种。
18、进一步地，所述的溶剂为乙醇、丙三醇、异丙醇、异己二醇、二甘醇、丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙酸乙酯中的至少一种。
19、本专利技术还公开了一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
20、步骤1：分别称取各自用量的各个组分；
21、步骤2：将超纯水和溶剂加入容器中，搅拌下加入功能剂、抗静电剂和保护剂，所有物料溶解完全后，保持搅拌下先后加入有机碱和氧化剂，搅拌至均匀，即得所述清洗剂。
22、本专利技术还公开了一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂的使用方法，其特征在于包含以下步骤：
23、步骤1：将所述清洗剂用超纯水配制成质量百分比浓度为60-85％的水溶液，然后使用该水溶液在20-40℃下浸泡半导体芯片，浸泡时间为5-15分钟，得到浸泡后半导体芯片；
24、步骤2：将所述浸泡后半导体芯片放入超纯水中冲洗至少两次，即完成半导体芯片的清洗处理。
25、本专利技术还公开了一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂在氮化钛芯片清洗中的用途。
26、在本专利技术的清洗剂体系中，为了进一步优化效果，对于各个组分可以进行优选，功能剂15-19份；抗静电剂2-5份；保护剂0.4-0.8份；有机碱8-11份；氧化剂5-12份；溶剂18-22份；超纯水45-55份。
27、在本专利技术中，功能剂优选1-辛基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐。
28、在本专利技术中，抗静电剂优选二氨基磷酸苯酯。
29、在本专利技术中，保护剂优选甲基苯骈三氮唑。
30、在本专利技术中，有机碱优选二乙醇胺。
31、在本专利技术中，氧化剂优选过氧化氢。
32、在本专利技术中，溶剂优选二甘醇。
33、在本专利技术中，功能剂与抗静电剂具有特殊作用：
34、功能剂与抗静电剂结合具有蚀刻和降低晶圆表面静电电荷的双重功能，其蚀刻功能可以快速去除氮化钛，同时功能剂与抗静电剂结合后能降低清洗剂与晶圆表面的电位差，防止静电积聚，进一步降低铜和钽的电偶电位，降低铜腐蚀；功能剂还可以提供氟离子，避免使用氢氟酸，造成环境和仪器设备的不良影响。
35、在本专利技术中，保护剂具有独特作用：
36、保护剂通过与铜离子形成络合物，以化学吸附的方式在铜表面成膜，有效的减少了清洗过程中清洗剂对铜的腐蚀，结合功能剂前期对晶圆表面静电电荷的消除，从而大幅度降低了铜和钽的电偶电位。
37、本专利技术提供了一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂及其制备方法与用途具有如下有益效果：
38、1、本专利技术使用功能剂，对氮化钛有较高的蚀刻速率，对非金属(如lp-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于，按照重量份计算，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于：所述的功能剂为1-辛基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑正烷基磺酸盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于：所述的抗静电剂为二氨基磷酸苯酯、脂肪醇磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、月桂酸聚氧乙烯酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于：所述的保护剂为苯骈三氮唑钠、苯骈三氮唑、2-巯基苯骈噻唑、巯基苯骈噻唑钠、甲基苯骈三氮唑中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于：所述的有机碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、二乙醇胺、三乙醇胺、丙醇胺、N,N,N,N,N-五甲基二乙烯基三胺和N,N,N,N-四甲基-1,6-己二胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征
7.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于：所述的溶剂为乙醇、丙三醇、异丙醇、异己二醇、二甘醇、丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙酸乙酯中的至少一种。
8.一种权利要求1-7任一项所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
9.一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂的使用方法，其特征在于包含以下步骤：
10.一种权利要求1-7任一项所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂在氮化钛芯片清洗中的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于，按照重量份计算，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于：所述的功能剂为1-辛基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑正烷基磺酸盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于：所述的抗静电剂为二氨基磷酸苯酯、脂肪醇磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、月桂酸聚氧乙烯酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于：所述的保护剂为苯骈三氮唑钠、苯骈三氮唑、2-巯基苯骈噻唑、巯基苯骈噻唑钠、甲基苯骈三氮唑中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的低电偶腐蚀的氮化钛清洗剂，其特征在于：所述的有机碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯军，吕晶，褚雨露，陶爽，
申请(专利权)人：浙江奥首材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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