本发明专利技术涉及含水碱性清洁组合物，其不含有机溶剂和不含无金属离子的硅酸盐，所述组合物含有：（A）具有至少一个伯氨基和至少一个巯基的硫代氨基酸；（B）季铵氢氧化物；（C）选自以下的螯合剂和/或腐蚀抑制剂：具有至少两个伯氨基的脂族和脂环族的胺，和具有至少一个羟基的脂族和脂环族的胺；（D）选自以下的非离子性表面活性剂：炔属醇，烷氧基化炔属醇，以及烷氧基化的脱水山梨醇单羧酸单酯；涉及所述碱性清洁组合物用于加工基材的用途，所述基材可用于制造电子设备和光学设备；还涉及用于加工基材的方法，所述基材可用于制造电子设备和光学设备，其中在所述方法中使用所述含水碱性清洁组合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于加工基材的新的含水碱性清洁组合物，所述基材可用于制造电子设备和光学设备，尤其是电子设备，包括用于表面制备、预折清洁(pre-plaitingcleaning),蚀刻后清洁和化学机械抛光后清洁的组合物。此外，本专利技术涉及用于加工基材的新方法，所述基材可用于制造电子设备和光学设备，尤其是电子设备，包括用于表面制备、预折清洁、蚀刻后清洁和化学抛光后清洁的新方法，所述新方法使用新的含水碱性清洁组合物。引用的文献将在本申请中所引用文献的全部内容引入供参考。现有技术的描述电子设备以及光学设备的生产需要高度精确的方法，所述电子设备尤其是半导体集成电路(IC);液晶板；有机场致发光板；印刷电路板；微型机械；DNA芯片；微型设备和磁头；优选具有LSI (大规模集成)或VLSI (超大规模集成)的IC ;光学设备尤其是光学玻璃，例如光掩膜、透镜和棱镜；无机导电膜，例如氧化铟锡(ITO);光学集成电路；光学开关元件；光学波纹导管；光学单晶，例如光纤和闪烁器的端面；固体激光单晶；用于蓝色激光器LED的蓝宝石基材；半导体单晶；以及用于磁盘的玻璃基材，所述方法尤其涉及表面制备、预折清洁、蚀刻后清洁和/或化学抛光后清洁步骤，其中使用高纯度的清洁组合物。在具有LSI或VLSI的IC的生产中需要特别小心。用于此目的的半导体晶片包括半导体基材，例如娃，在其中设计图案以用于沉积具有电绝缘性、导电性或半导电性性能的不同材料。为了获得正确的图案，在基材上形成各个层中使用的过量材料必须除去。此外，为了生产功能性和可靠的1C，重要的是具有平坦或平面的半导体晶片表面。因此，必须在进行下一个工艺步骤之前在IC生产期间除去和/或抛光半导体晶片的特定表面。化学机械抛光或平坦化(CMP)是这样的一种工艺，其中从基材表面除去材料，例如半导体晶片的表面，并且通过联合物理工艺例如摩擦与化学工艺例如氧化或螯合以将表面抛光(平坦化)。在其最常规的形式中，CMP涉及将浆液、即磨料和活性化学品的悬浮液施用到抛光垫中，这抛光了半导体晶片的表面以实现除去、平坦化和抛光。为了除去或抛光，不希望包含纯物理或纯化学作用，而是希望将这两者协同组合以实现快速的均匀除去。在IC的制造中，CMP浆液应当也能优先除去含有金属和其它材料的复合层的膜，使得能获得高度平坦的表面以用于随后的光蚀刻、刻图案、蚀刻和薄膜加工。现在，铜日益用于在IC中的金属互联。在普通用于半导体制造中的电路金属化作用的铜镶嵌或双重镶嵌工艺中，必须除去和平坦化的层包括厚度为约1-1. 5微米的铜层以及厚度为约O. 05-0. 15微米的铜种子层。这些铜层是从低_k和超低_k介电材料被隔绝材料层分隔开的，所述隔绝材料层的厚度通常为约5-30nm，这防止了铜扩散到低_k或超低_k介电材料中。在抛光之后实现在晶片表面上的优良均匀性的关键在于使用对于每种材料具有正确除去选择性的CMP浆液。上述涉及晶片基材表面制备、沉积、电镀、蚀刻和化学机械抛光的各种工艺操作不同地需要清洁操作，从而确保IC不含污染物，否则污染物会不利地影响IC的功能，或甚至导致IC不能起到预期作用。一个特别重视的问题是在CMP加工之后留在基材上的残余物。这些残余物包括 CMP材料和腐蚀抑制剂化合物，例如苯并三唑(BTA)。因此，铜离子浓度会在CMP期间超过铜-抑制剂配合物的最大溶解度。所以，铜-抑制剂配合物会从溶液沉淀出来，并聚集成表面残余物。此外，这些残余物会粘附到抛光垫的表面上并聚集以致最终填充在抛光垫中的沟槽。另外，磨料粒子和在CMP浆液中所含的化学品以及反应副产物会留在晶片表面上。此外，含超低_k介电材料例如碳掺杂氧化物的铜镶嵌结构或有机膜的抛光会产生富含碳的粒子，这些粒子沉积到晶片表面上。当然，所有这些残余物也会污染在工艺中所用的与CMP 浆液接触的加工工具。更加严重的是，这些超低_k介电材料以及碳化硅、氮化硅或氧氮化硅CMP终止层具有非常强的疏水性，进而难以用水基清洁溶液清洁。所有这些残余物会引起铜金属化作用的严重变糙，这必须避免，因为这导致电性倉泛垄I。另一种在IC制造中常见的残余物产生过程涉及气相等离子蚀刻，从而将显影的光致抗蚀性涂料的图案转移到下面的层，其可能包含硬掩膜、中间介电层和蚀刻终止层。后气相等离子蚀刻残余物可以包含存在于基材上和基材中以及存在于等离子气体中的化学元素，通常沉积在线路结构的背面(BE0L)，并且如果不除去的话，可能干扰随后的硅化和接触形成。为了至少在一定程度上缓解这些问题，已经开发了含有季铵氢氧化物的含水碱性清洁和剥离组合物，并且公开在现有技术中。因此，美国专利US6，465，403B1公开了用于剥离或清洁半导体晶片基材的含水碱性组合物，其含有以下物质作为必要成分-碱，例如季铵氢氧化物，-不含金属离子的硅酸盐，例如季铵硅酸盐，和-金属螯合剂。所述组合物可以还含有-有机溶剂，和-非离子性、阴离子性、阳离子性和两亲性表面活性剂。非离子性表面活性剂可以选自炔属醇、乙氧基化炔属醇、氟化烷基酯、氟化聚氧乙烯链烷醇、多元醇的脂族酸酯、聚氧乙烯单烷基醚、聚氧乙烯二醇、聚氧乙烯酯、硅氧烷型表面活性剂和亚烷基二醇单烷基醚。尤其是，实施例29、第7栏第10行到第49栏第8行以及表28公开了溶液S8，其含有-去离子水，-四甲基硅酸铵，-四甲基氢氧化铵，-反_(1，2_亚环己基次氮基 )_四乙酸，和-半胱氨酸，作为潜在钛残余物去除改进剂。但是，在表28中的实验结果表明半胱氨酸没有有益效果。美国专利申请US2005/018196A1和美国专利US7，435，712B2公开了汗水的碱性CMP清洁组合物，其含有以下物质作为必要组分-清洁剂，例如四烷基氢氧化铵，-配合剂，例如半胱氨酸或乙二胺，和-腐蚀抑制化合物，例如半胱氨酸。这些组合物可以另外含有非离子性、阴离子性、阳离子性或两亲性表面活性剂或它们的混合物。但是，关于这些表面活性剂，没有更进一步的限定。美国专利申请US2006/0166847A1第5页段和段公开了含水碱性清洁组合物K，其尤其含有-乙醇胺，-四甲基氢氧化铵，和-半胱氨酸；还公开了含水碱性清洁组合物M，其尤其含有-乙醇胺，-四甲基氢氧化铵，和-乙二胺。 但是，从第8页表I和段可见，这两种组合物都显示仅仅差的清洁效果。此夕卜，根据第12页实施例13、段和图9，所述含水碱性清洁组合物也引起所处理的铜表面的高粗糙度。现有技术的含水碱性清洁或剥离组合物在暴露于氧气时容易降解，这进而导致组合物颜色变深，结果是与制造加工工具相关的传感器产生错误的输出信号，会导致工具的功能和可靠性受损。另外，这种降解涉及清洁和/剥离能力的损失。这会在延长氧暴露的情况下更明显，导致清洁或剥离组合物不再具有明显的效果。上述现有技术没有暗示这些问题如何得到解决。尤其是，组分例如半胱氨酸或乙二胺至少没有提供优点，如果它们没有如国际专利申请W02006/081406A1或美国专利申请US2006/0166847A1所讨论的那样一起处于不利的话。关于半胱氨酸，公知的是这种化合物容易被氧化(参见例如Shayne C. Gad,药物生物技术手册(Handbook of Pharmaceutical Biotechnology) , John Wil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】2010.07.19 US 61/365,3621.含水碱性清洁组合物，其不含有机溶剂和不含无金属离子的硅酸盐，所述组合物含有(A)至少一种具有至少一个伯氨基和至少一个巯基的硫代氨基酸，(B)至少一种季铵氢氧化物，(C)至少一种选自以下的螯合剂和/或腐蚀抑制剂具有至少两个伯氨基的脂族和脂环族的胺，和具有至少一个羟基的脂族和脂环族的胺，(D)至少一种选自以下的非离子性表面活性剂炔属醇，烷氧基化炔属醇，以及烷氧基化的脱水山梨醇单羧酸单酯。2.根据权利要求1的含水碱性清洁组合物，其中氨基酸(A)具有通式1:HS- [-C (-R1) (-R2) -]n-C (-R3) (-NH2) -COOH (I)，其中，指数和符号具有以下含义 η是1-3的整数，R1和R2各自独立地选自-氢原子；-直链和支化的、饱和和不饱和的、取代和未取代的具有1-10个碳原子的脂族残基；-取代和未取代的、饱和和不饱和的具有3-8个碳原子的环烷基残基；-取代和未取代的、饱和和不饱和的烷基环烷基残基，其中烷基具有1-4个碳原子且环烷基具有3-8个碳原子；-取代和未取代的具有6-16个碳原子的芳基；-取代和未取代的烷基芳基残基，其中烷基具有1-4个碳原子且芳基具有6-16个碳原子;-取代和未取代的环烷基芳基残基，其中环烷基具有3-8个碳原子且芳基具有6-16个碳原子；-取代和未取代的具有至少一个选自氧、硫、氮和磷原子的杂原子的杂芳基残基；-取代和未取代的烷基杂芳基残基，其中烷基具有1-4个碳原子，并且杂芳基具有至少一个选自氧、硫、氮和磷原子的杂原子；-取代和未取代的环烷基杂芳基残基，其中环烷基具有3-8个碳原子，并且杂芳基具有至少一个选自氧、硫、氮和磷原子的杂原子；-取代和未取代的芳基杂芳基残基，其中芳基具有6-16个碳原子，并且杂芳基具有至少一个选自氧、硫、氮和磷原子的杂原子；或者，R1和R2 —起形成饱和或不饱和的、取代或未取代的具有3-6个碳原子的环，其中没有碳原子或者I或2个碳原子被选自氧、硫、氮和磷原子的一个杂原子代替；R3是单个残基R1或R2，或是共价键，或是二价基团，所述二价基团将带有氨基和羧基的碳原子连接至基团R1或R2中的一个或连接至由基团R1和R2形成的环。3.根据权利要求2的含水碱性清洁组合物，其中硫代氨基酸(A)是外消旋混合物或对映异构体混合物，或是相应的对映异构体或非对映异构体之一。4.根据权利要求3的含水碱性清洁组合物，其中残基R1、! 2和R3中的至少一个是氢原子。5.根据权利要求4的含水碱性清洁组合物，其中硫代氨基酸(A)的全部残基R1、R2和R...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·梅利斯，A·克里普，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：
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