[发明专利]铜清洁及保护调配物

说明书

技术领域

本发明大体上涉及组合物，该组合物包含用于从其上含有残留物和/或污染物的微电子器件清洁该残留物和/或污染物的腐蚀抑制剂。

背景技术

微电子器件晶圆(wafer)被用于形成集成电路。微电子器件晶圆包括基材(例如硅)，于其中图案化出区域，该区域用于沉积具有绝缘、导电或半导电性质的不同材料。

为了获得正确的图案化，必须移除该基材上用于形成层的过量材料。此外，为制造可靠的功能性电路，重要的是，在随后的处理前制备平坦或平面的微电子晶圆表面。因此，需移除和/或抛光微电子器件晶圆的特定表面。

化学机械抛光或平面化(“CMP”)是一种通过结合物理方法(例如磨蚀)与化学方法(例如氧化或螯合)从微电子器件晶圆表面移除材料、及抛光(更具体而言，平坦化)该表面的方法。CMP的最基本的形式包括施加浆料(例如研磨剂及活性化学品的溶液)于抛光微电子器件晶圆表面的抛光垫上，以实现移除、平坦化及抛光过程。不希望移除或抛光过程包括纯物理或纯化学作用，而是两者的协同组合，以实现快速、均匀的移除。在制造集成电路时，CMP浆料也应优先移除包含金属及其它材料的复合层的薄膜，以致可制得用于随后的照相平版印刷或图案化、蚀刻及薄膜加工的高度平坦的表面。

近来，铜越来越常被用于集成电路的金属互连物。在微电子器件制造中常用于电路金属化的铜镶嵌方法中，必须经历移除及平坦化的层包括具有约1至1.5μm厚度的铜层及具有约0.05至0.15μm厚度的铜晶种层。这些铜层通过一般约50至300厚的屏障材料层而与介电材料表面分开，该屏障材料层阻止铜扩散进入氧化物介电材料中。抛光后在跨越该芯片表面获得良好均匀性的关键是使用对各材料具有正确移除选择性的CMP浆料。

牵涉晶圆基材表面制备、沉积、电镀、蚀刻及化学机械抛光的上述处理操作需要不同的清洁操作，以确保微电子器件产品不含否则会不利地影响产品的功能，或甚至使其不适用于期望功能的污染物。通常，这些污染物粒子小于0.3μm。

此方面的一个特定问题是CMP处理后残留在微电子器件基材上的残留物。这种残留物包括CMP材料及腐蚀抑制剂化合物(例如苯并三唑(BTA))。若不被移除，则这些残留物会导致铜线损坏或严重地使铜金属化粗化，以及引起CMP后施加于该装置基材上的层的粘性降低。铜金属化的严重粗化是特别有问题的，因为极其粗糙的铜会导致微电子器件产品的电性能较差。

微电子器件制造常见的另一个会产生残留物的处理包括将经显影光阻涂层的图案转移至下伏层的气相等离子体蚀刻，这些下伏层可由硬屏蔽层、层间介电质(ILD)层、及蚀刻终止层所组成。可能包括存在于基材上及等离子体气体中的化学元素的气相等离子体蚀刻后残留物一般沉积在后段(BEOL)结构上，其若不被移除，将会干扰随后的硅化或触点形成。常用的清洁化学品常会损坏ILD，吸收入该ILD的孔中，因此增加介电常数，和/或腐蚀金属结构。

发明内容

本发明大体上涉及一种用于从其上含有残留物和/或污染物的微电子器件清洁该残留物及污染物的组合物及方法。本发明的清洁组合物包括至少一种新的腐蚀抑制剂。该残留物可包括CMP后、蚀刻后、和/或灰化后的残留物。

在一方面中，描述一种清洁组合物，该清洁组合物包含至少一种溶剂、至少一种腐蚀抑制剂、至少一种胺及至少一种季碱，其中该腐蚀抑制剂包括选自以下的物质：核糖基嘌呤及其甲基化或脱氧衍生物；腺苷及腺苷衍生物的降解产物；嘌呤-糖复合物；甲基化或脱氧嘌呤衍生物、及其反应或降解产物；及其组合。

在另一方面中，描述一种套件，该套件在一个或多个容器中包含一种或多种用于形成清洁组合物的下列试剂，其中该清洁组合物包括至少一种溶剂、至少一种腐蚀抑制剂、至少一种胺及至少一种季碱，其中该腐蚀抑制剂包括选自以下的物质：核糖基嘌呤及其甲基化或脱氧衍生物；腺苷及腺苷衍生物的降解产物；嘌呤-糖复合物；甲基化或脱氧嘌呤衍生物、及其反应或降解产物；及其组合。

在又另一方面中，描述一种从其上含有残留物及污染物的微电子器件移除该残留物及污染物的方法，该方法包括使该微电子器件与清洁组合物接触足够时间，以至少部分地从该微电子器件清洁该残留物及污染物，其中该清洁组合物包括至少一种溶剂、至少一种腐蚀抑制剂、至少一种胺及至少一种季碱，其中该腐蚀抑制剂包括选自以下的物质：核糖基嘌呤及其甲基化或脱氧衍生物；腺苷及腺苷衍生物的降解产物；嘌呤-糖复合物；甲基化或脱氧嘌呤衍生物、及其反应或降解产物；及其组合。

下文公开的内容及权利要求书将更充分显示其它方面、特征及优点。

具体实施方式