[发明专利]一种清洗液及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种清洗液及其应用。

背景技术

金属材料如铜，铝，钨等是集成电路中常用的导线材料。在制造器件时，化学机械抛光（CMP）成为晶片平坦化的主要技术。金属化学机械抛光液通常含有研磨颗粒、络合剂、金属腐蚀抑制剂、氧化剂等。其中研磨颗粒主要为二氧化硅、三氧化二铝、掺杂铝或覆盖铝的二氧化硅、二氧化铈、二氧化钛、高分子研磨颗粒等。在金属CMP工序以后，晶片表面会受到金属离子以及抛光液中研磨颗粒本身的污染，这种污染会对半导体的电气特性以及器件的可靠性产生影响。这些金属离子和研磨颗粒的残留都会影响晶片表面的平坦度，从而可能降低器件的性能影响后续工序或者器件的运行。所以在金属CMP工艺后，去除残留在晶片表面的金属离子、金属腐蚀抑制剂以及研磨颗粒，改善清洗后的晶片表面的亲水性，降低表面缺陷是非常有必要的。

中国专利CN100543124C提供了用于基板的清洗剂和清洗方法，去除基本表面颗粒剂金属杂质，不影响表面粗糙，在不去除防金属腐蚀剂-Cu涂层同时，去除存在于基板表面的碳缺陷。其清洗剂含有具有至少1个羧基的有机酸、由有机膦酸组成的络合剂以及至少一种有机溶剂。该清洗液还进一步含有选自由还原剂、防金属腐蚀剂及表面活性剂组成的组中的至少1种物质。其中所述的表面活性剂选自下述物质组成的组中的至少一种：分子中具有聚氧亚烷基的非离子类表面活性剂；分子中具有选自磺酸基、羧酸、膦酸基、次硫酸基和膦酰氧基的基团的阴离子类表面活性剂，两性表面活性剂。其使用了不环保的有机溶剂。且清洗液中所添加的防腐蚀抑制剂为铜抛光浆料中含有的防腐蚀抑制剂，同样有可能会残留在晶片表面形成碳缺陷。另外，无实施例证明添加由还原剂、防金属腐蚀剂及表面活性剂组成的组中的至少一种物质后的效果。

美国专利US2001/0051597A1提供了一种用柠檬酸和螯合剂组成的清洗液，其目的在于将晶片上的残留的金属离子去除。US2005/0197266提供了一种由酸性化学物质及腐蚀抑制剂组成的清洗液，去除晶片表面残留的金属离子，调节清洗液的pH跟抛光液的pH匹配。这些专利的问题在于只解决了去除金属离子的问题。

美国专利US2005/0199264A1提供了一种含有羟基羧酸/盐和杀菌剂的清洗液，去除晶片表面残留的研磨颗粒和抑制晶片表面的细菌的生长。该专利的问题在于只解决了去除研磨颗粒及杀菌的问题。

台湾专利TW416987B提供了基板的清洗剂和清洗方法，该方法包括至少一个羧基有机酸及具有螯合能力的络合剂清洗处理半导体基材表面。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种清洗液。

一种清洗液，其包括至少一种有机酸，氨羧络合剂，至少一种羧酸类聚合物和/或其盐，以及一种非离子表面活性剂。

在本发明中，所述有机酸的质量百分比浓度为质量百分比0.05～5%，所述氨羧络合剂的浓度为质量百分比0.005～1%，所述羧酸类聚合物和/或其盐的浓度为质量百分比0.0005～1%，所述非离子表面活性剂的浓度为质量百分比0.0005～1%。

在本发明中，所述有机酸的浓度为质量百分比0.1～3%，所述氨羧络合剂的浓度为质量百分比0.01～0.5%，所述羧酸类聚合物和/或其盐的浓度为质量百分比0.001～0.1%，所述非离子表面活性剂的浓度为质量百分比0001～01%。

在本发明中，所述的有机酸为柠檬酸，苹果酸，草酸，酒石酸和/或水杨酸。

在本发明中，所述的氨羧络合剂选自乙二胺四乙酸，乙二胺二琥珀酸，乙二醇二乙醚二胺四乙酸，二乙烯三胺五乙酸，羟基乙基乙二胺三乙酸，环己二胺四乙酸，2，2-双[二(羧甲基)胺]二乙醚及其盐中的一种或多种。

在本发明中，所述盐为氨盐，钾盐。

在本发明中，所述的羧酸类聚合物为丙烯酸类聚合物及其盐。

在本发明中，所述的羧酸类聚合物选自聚丙烯酸，丙烯酸与苯乙烯的共聚物，丙烯酸与顺丁烯二酸酐的共聚物和/或丙烯酸与丙烯酸酯的共聚物中的一种或多种。

在本发明中，所述的羧酸类聚合物分子量为1,000～300,000。

在本发明中，所述的羧酸类聚合物分子量为1,000～30,000。