[发明专利]清洗组合物及用其形成半导体图形的方法

说明书

相关申请的交叉引用及优先权主张

本申请依照美国法典第35篇第119条主张于2010年6月28日向韩国知识产权局(KIPO)提出的第10-2010-0061120号韩国专利申请，其内容通过整体引用的方式合并在此。

技术领域

本发明的思想涉及清洗溶液，及用其形成半导体图形的方法。具体地，本发明的思想涉及可有效去除金属性和氧化物蚀刻残留物的清洗溶液，及用其形成半导体图形的方法。

技术背景

随着半导体器件的集成程度的增进以减小器件尺寸以及加快运行速度，利用铝之类金属利用常规方法形成的金属布线的线宽已逐渐减小。为了改善由金属布线的线宽减小而使得电阻增大所带来的问题，可逐渐增大金属布线的高度。

由于此类通过增加金属布线的高度来改善电阻增大所引发的问题存在局限，现今使用低电阻的铜布线来代替铝布线。为了通过公知方法形成铝布线，可先使得铝沉积，然后进行干蚀刻。为了形成铜布线，可采用称为大马士革处理(damascene process)的镶嵌处理。

由于铜的蚀刻特性不稳定且易于氧化，因此无法使用常规的金属布线形成处理。当形成具有高台阶部的金属布线时，对于金属布线临界尺寸(CD)的均匀性、线蚀刻及光刻胶的蚀刻选择性等难有令人满意的结果。为了解决上述与铜相关的问题，可使用应用了大马士革处理的金属布线形成方法。

根据大马士革处理，可先在基底上沉积绝缘层然后进行蚀刻，以形成具有所需图形的绝缘层图形并且形成槽及/或用于形成通路的孔。在包括槽及/或通孔的绝缘层图形的上表面部上，可涂覆有作为金属布线的金属势垒层和铜层。可进行化学机械抛光处理，以去除形成在包括槽及/或通孔的绝缘层图形上的金属势垒层和铜层的上部，并且使得上表面部平面化。留在槽及/或通孔上的金属势垒层和铜层可形成金属布线。

此处，在对绝缘层进行了蚀刻处理以形成槽及/或通孔之后，可在执行后续处理之前完全去除剩余的蚀刻残留物。为了执行去除处理，可能需要清洁组合物。具体地，当在绝缘层之下形成用于进行大马士革处理的金属层时，需要对包括金属性蚀刻残留物和氧化物蚀刻残留物的蚀刻残留物进行完全去除。

具体地，当在绝缘层之下形成铜布线以作为金属布线时，在进行了对绝缘层的蚀刻处理之后需要有新颖的清洁组合物，以形成槽和/或通孔以及通过所述槽和/通孔暴露铜布线。现有采用的清洁组合物可用于除去在对具有底铝层的绝缘层进行干蚀刻处理后生成的蚀刻残留物。当在对具有底铜布线的绝缘层进行蚀刻后使用现有的清洁组合物时，会导致铜布线的过度蚀刻，且后续工艺的实施会变得困难。

发明内容

一些实施方式提供了在进行了形成金属布线的蚀刻处理之后应用的清洁组合物，以快速有效去除蚀刻残留物，并且不会对绝缘层和底部金属层造成损伤。

一些实施方式提供了通过利用上述清洁组合物以去除蚀刻处理后的残留物的清洁处理形成半导体图形的方法，所形成的半导体图形具有良好外形和减小的缺陷生成率。

一些实施方式中提供了一种清洁组合物，包括一种清洁组合物，包括：基于所述清洁组合物的总量的10％～70％重量的醚化合物、0.1％～2％重量的含氟化合物作为蚀刻剂、0.1％～3％重量的抗腐蚀剂、及余量去离子水。

一些实施方式中，所述醚化合物为二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二乙醚、及二乙二醇单丁醚中的至少之一。

一些实施方式中，所述清洁组合物还包括基于所述清洁组合物总含量的10％～49.5％重量的极性溶剂。

一些实施方式中，所述极性溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N-甲基甲酰胺(NFM)中的至少之一。

一些实施方式中，所述含氟组合物为氟化铵和氟化氢铵中的至少之一。

一些实施方式中，所述抗腐蚀剂为苯甲酸、五倍子酸、苯并三唑及丙二酸中的至少之一。

一些实施方式中，所述清洁组合物的粘度在1cps～5cps的范围内。

根据一些实施方式，一种形成半导体图形的方法中，在包括预定结构的基底上形成绝缘层，并且在所述绝缘层中形成大马士革图形。然后，使用清洁组合物进行清洁处理，所述清洁组合物包括基于所述清洁组合物的总量的10％～70％重量的醚化合物、0.1％～2％重量的含氟化合物作为蚀刻剂、0.1％～3％重量的抗腐蚀剂、及余量去离子水。形成填满所述大马士革图形的金属层，并且使得所述金属层平面化以暴露所述绝缘层的上部且形成金属布线。