沉积后的晶片清洁配方组成比例

提供用于从基底的表面清洁金属帽层的腐蚀产物的方法和系统。根据一个实施方式，处理溶液包含表面活性剂、络合剂和pH调节剂。配制所述表面活性剂以增强基底表面的润湿，并抑制所述帽层的进一步腐蚀。配制所述络合剂以与从所述晶片表面解吸的金属离子结合。配置所述pH调节剂以调节pH至所需水平，从而促进所述腐蚀产物从所述基底表面解吸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体制造。更具体地，本专利技术涉及用于清洁基底表面的配方和方法，且更具体地，用于从基底表面除去腐蚀产物。
技术介绍
半导体装置用于例如手机、收音机、电视等产品中。所述半导体装置包含通过包埋在绝缘材料中的导电电线连接的集成电路。随着半导体装置尺寸的减少以及低介电常数(低K)的层间电介质(ILD)绝缘材料的使用，获得可靠的半导体装置变得越来越具有挑战性。特别是，可靠性问题以漏电、电迁移(electromigration)、应力迁移、击穿电压和经时介质击穿(TDDB)等形式发生在铜(Cu)线和低K ILD材料的界面处。 在制造处理(例如Cu化学机械抛光(CMP)或例如钨磷化钴(CoWP)等金属帽(capping)层的无电电镀)期间，介电层经受表面污染。这些污染物尤其在应力，例如高温和电场下，是带电荷和可移动的。这些污染物的移动性可引起高漏电流，并在其沿界面移动时可引起介电材料的损坏。可将无电电镀帽层用于电子装置中以改进金属化结构的电迁移和应力迁移特性。无电电镀法为湿法化学法。这种方法常常与湿法清洁法一起使用以清洁表面。尽管已知液体溶液用于多种清洁应用，但本专利技术人认为需要适用于清洁制造电子装置用的基底的新的和/或改进的清洁溶液配方和方法。在本文中提出本专利技术的实施方式。
技术实现思路
本专利技术涉及电子装置的制造。更具体地，本专利技术涉及用于从基底表面除去腐蚀产物的处理溶液。在一个实施方式中，配置处理溶液用于施加(application)到包含金属帽层的晶片表面上。所述处理溶液对从所述晶片表面冲洗金属帽层的腐蚀产物同时减少金属帽层的腐蚀是有效的。在一个实施方式中，所述溶液包含表面活性剂。配置所述表面活性剂以增强晶片表面的润湿并抑制帽层的进一步腐蚀。另外，在施加到所述晶片表面期间，所述溶液pH维持在大约小于3。在一个实施方式中，配置所述表面活性剂以在金属帽层上形成自组装单层。在一个实施方式中，所述表面活性剂为两性表面活性剂。在一个实施方式中，所述表面活性剂在溶液中的浓度在大约IOppm至2000ppm的范围内。在另一实施方式中，所述表面活性剂在溶液中的浓度在大约300ppm至700ppm的范围内。在一个实施方式中，所述处理溶液进一步包含络合剂。配置所述络合剂以与从晶片表面溶出并进入所述溶液中的腐蚀产物结合。可配置所述络合剂以抑制所述腐蚀产物再沉积。在一个具体实施方式中，所述络合剂选自羟乙基二膦酸、草酸二水合物、植酸和焦磷酸。在一个实施方式中，所述络合剂的浓度在大约O. 05g/L至20g/L的范围内。在另一实施方式中，所述络合剂的浓度为大约lg/L。在一个实施方式中，所述处理溶液进一步包含pH调节剂。可配置所述pH调节剂以在施加到所述晶片表面期间使溶液的pH降低至大约小于3。在一个实施方式中，所述pH调节剂选自次磷酸、甲磺酸、硫酸、三氟甲基磺酸 (triflic acid)和三氟乙酸。在一个实施方式中，所述pH调节剂的浓度在大约O. 01g/L至20g/L的范围内。在另一实施方式中，所述pH调节剂的浓度为大约8ml/L50w/w%。在一个实施方式中，处理溶液包含表面活性剂并进一步包含络合剂，配置所述络合剂以与从晶片表面溶出并进入所述溶液中的腐蚀产物结合，所述络合剂选自羟乙基二膦酸、草酸二水合物、植酸和焦磷酸。并且所述处理溶液进一步包含PH调节剂，配置所述pH调节剂以在施加到所述晶片表面期间使溶液的pH降低至大约小于3，所述pH调节剂选自次磷酸、甲磺酸、硫酸、三氟甲基磺酸和三氟乙酸。在一个实施方式中，在与沉积溶液交叉污染的情况下，所述溶液不显著抑制用于产生金属帽层的回收的沉积溶液的功能性。在一个实施方式中，所述晶片表面包含介电材料区，所述介电材料区具有在施加所述溶液之前位于其上的所述帽层的腐蚀产物。在一个实施方式中，所述介电材料具有大约小于或等于3. O的K值。在一个实施方式中，所述金属帽层由钴或钴合金构成。应该理解，本专利技术不限于其在如下说明中所提出的结构细节和组件布置中的应用。本专利技术能够有其它实施方式并能够以各种方式实施和实行。另外，应该理解本文所用的措辞和术语是出于说明的目的且不应视为限制。本专利技术的其它方面将通过结合附图的以下详细说明，以及通过示例说明本专利技术的原理而变得显而易见。附图说明本专利技术将通过参考结合附图的以下说明来理解，其中图IA为根据本专利技术的实施方式，图解在CMP步骤后半导体互连件的特写视图。图IB为根据本专利技术的实施方式，图解在氧化物除去步骤后半导体互连件的特写视图。图IC为根据本专利技术的实施方式，图解在加帽步骤后半导体互连件的特写视图。图2A为根据本专利技术的实施方式所示的施加到晶片表面的处理溶液。图2B为根据本专利技术的实施方式所示的施加到晶片表面的处理溶液。图3A和图3B为根据本专利技术的实施方式，所示的腐蚀产物从基底表面解吸的机制。图4为根据本专利技术的实施方式，所示的用于从基底表面清洁腐蚀产物的处理溶液。图5A为根据本专利技术的实施方式，图解在沉积处理期间，处理室的截面图。图5B为根据本专利技术的实施方式，图解在清洁处理期间处理室的截面图。图6为根据本专利技术的实施方式，图解有助于检测显示器外框的图案的实施例。具体实施例方式 本专利技术涉及互联金属化(interconnectmetallizaiton),其使用具有帽层的导电金属和电介质来形成用于例如集成电路等电子装置的镶嵌结构。更具体地，本专利技术针对用于清洁电子装置用基底的清洁溶液配方。对某些应用，互联金属化层包含电介质和金属，例如铜。下面将主要在处理例如用于制造集成电路的硅晶片之类半导体晶片的情况下讨论本专利技术的实施方式。集成电路用的金属化层包含用于形成镶嵌和/或双镶嵌介电结构的金属线的铜。所述铜金属线具有无电沉积的帽层。某些优选的帽层为多元合金，例如钴合金、钴-鹤合金、钴-鹤-磷-硼合金、钴-镍合金和镍合金。任选地，所述电介质为低K介电材料，例如碳掺杂的氧化硅(SiOC:H)。然而，应该理解可将本专利技术的实施方式用于其它半导体装置、除铜之外的金属、具有除镍和/或钴之外的金属的帽层、和除半导体晶片之外的晶片。对于某些应用，可将本专利技术实施方式的清洁溶液用于在帽层沉积后清洁基板。所述清洁溶液可能能够除去污染物，例如留在加帽铜互联结构之间的介电表面上的离子。这种污染物的除去可产生例如改进漏电电流特性、改进电压击穿特性和改进经时介质击穿性能的结果。另外，可将本专利技术实施方式的清洁溶液与湿法传递系统结合使用，其中将晶片从一个处理步骤传递或者转移到另一步骤，同时将晶片维持在湿状态下(即，例如本专利技术所述的清洁溶液之类溶液存在于晶片表面上)。在这种湿法传递系统中，清洁溶液可用作减少或防止晶片表面的污染以及与晶片的干传递有关的其它问题，例如由液滴、空气中微粒、和干燥并再润湿晶片表面伴随的复杂问题等而引起的污染。关于湿法传递系统的其它细节参考2009年11月11日提交的，题为“在制造先进的纳米电子装置中在播放和清洁期间保持基底表面润湿的集成工具组和方法”(“INTEGRATED TOOL SETS AND PROCESS TOKEEP SUBSTRATE SURFACE WET DURING PLAYING AND CLEAN IN FABRICATION OF ADVANCEDNAN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：阿尔图尔·科利奇，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：