[发明专利]沉积后的晶片清洁配方

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造。更具体地，本发明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。

背景技术

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，但本发明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。

在本文中提出本发明的实施方式。

发明内容

本发明涉及电子装置的制造。更具体地，本发明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10ppm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0.05g/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1g/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0.01g/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3.0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，本发明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。本发明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。本发明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发明的原理而变得显而易见。

附图说明