[发明专利]附有金属布线的半导体用清洗剂

说明书

本发明涉及附有金属布线的微电子装置用清洗剂，其具有用于移除源自抛光剂的抛光颗粒残留物的优异能力及移除绝缘薄膜上的金属残留物的优异能力，且具有对金属布线的优异抗腐蚀性。该清洗剂是在其中形成金属布线(例如，铜或钨)的微电子装置的生产方法中在化学机械抛光后的步骤使用。

本申请为国际申请日2011年1月28日、国际申请号PCT/US2011/022961于2012年8月23日进入中国国家阶段、申请号201180010737.6、发明名称“附有金属布线的半导体用清洗剂”的分案申请。

本申请要求2010年1月29日提交且题为“附有钨布线的半导体用清洗剂”的日本专利申请No.2010-017772以及2010年3月26日提交且题为“附有铜布线的半导体用清洗剂”的日本专利申请No.2010-072824的优先权，两篇文件以全文并入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种在微电子装置的生产方法中在化学机械抛光(CMP)后用于清洗表面的清洗剂，且特别涉及一种用于在其表面上附有金属布线(例如，钨或钨合金、铜或铜合金)的微电子装置的CMP后清洗剂。

背景技术

诸如高效能及小型化的市场需求导致在微电子装置上需要更集成化的半导体组件。举例来说，需要用于形成较精细电路图案的高度平面化技术，其中使用含有氧化铝或二氧化硅的微粒的抛光浆液(以下简称为CMP浆液)实行抛光晶圆表面的CMP步骤。

然而，在此CMP步骤中，于抛光后会有各种物质残留于装置上，例如：CMP浆液中的诸如氧化铝及二氧化硅的抛光微粒(以下称为研磨颗粒)，经添加来加速抛光的铁硝酸盐水溶液，经添加来抑制金属腐蚀的抗腐蚀剂，及用于该金属布线的侧面上的经抛光金属布线及锌及镁金属的残留物。这些残留物可能会对半导体的电性质具有不利影响诸如短路。因此，在进行至下一制造步骤之前需移除这些残留物。

在关于钨CMP的相关技术中，CMP后方法典型地使用氨及过氧化氢水溶液或氢氯酸及过氧化氢水溶液与稀氢氟酸水溶液的组合。然而，在此一方法中，布线金属实质上会被侵蚀。因此，此方法无法应用于具有精细图案的新型微电子装置。为避免此腐蚀，已提出使用含有对钨较不具腐蚀性的有机酸(诸如柠檬酸及草酸)、及诸如氨基聚羧酸的螯合剂的清洗剂的清洗生产方法(日本专利公开申请案第10-72594号)。

在铜CMP的相关技术中，CMP后方法典型地使用含有诸如柠檬酸及草酸的有机酸作为主要成分的酸性清洗剂(日本专利公开申请案第2001-7071号)。然而，虽然这些清洗剂对于移除金属残留物具有优异能力，但这些清洗剂对铜布线具高度腐蚀性。为改良此腐蚀性，已知含有烷醇胺作为主要成分的碱性清洗剂(日本专利公开申请案第11-74243号)。这些清洗剂对铜布线具有低腐蚀性，且对于移除源自添加于CMP浆液中的抗腐蚀剂的有机残留物具有优异能力。换句话说这些清洗剂对于移除金属残留物的能力不佳。或者，已知具有移除金属残留物能力的碱性清洗剂，该等清洗剂包含有机酸(诸如琥珀酸及草酸)及烷醇胺作为主要成分(日本未审查专利公开申请案第2003-536258号)。然而，虽然这些清洗剂对于移除金属及有机残留物具有优异能力，但这些清洗剂对铜布线具高度腐蚀性。因此，这些清洗剂无法应用于具有精细图案的新型微电子装置。

发明内容

本发明的目的为提供一种用于附有金属布线(例如，钨、钨合金、铜或铜合金)的微电子装置的清洗剂，其对于移除在CMP步骤后残留于晶圆上的材料(例如，CMP浆液中的诸如氧化铝及二氧化硅的研磨颗粒、经添加来加速抛光的铁硝酸盐水溶液、经添加来抑制布线金属腐蚀的抗腐蚀剂、及金属布线及用于金属布线的侧面上的锌及镁金属的残留物)，而不侵蚀金属布线具有优异的能力。