[发明专利]CMP后清洗液组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于在铜平板晶片(copper plate wafer)进行化学机械研磨(CMP)后除去残留物和污染物的清洗液组合物。更详细地，涉及包含2-氨基-2-甲基-1-丙醇、季铵氢氧化物、螯合剂、腐蚀抑制剂和余量的水的CMP清洗液组合物。

背景技术

作为半导体元件的金属配线材料而大量使用的是铝。尽管铝的电阻特性或对电子迁移(electromigration)现象的阻抗比铜弱，但是与SiO₂的粘接力(adhesion)良好且加工性优异而被广泛使用，然而在实现半导体元件的高速方面存在限制。由于伴随生产厂家的节约成本竞争的元件的高集成化，配线线宽减少，由此电阻电容延迟(RC delay)增加，从而超过了门延迟对元件性能带来的影响。为了解决这一问题，开始使用与铝相比电阻小而能够更快地传输电子信号的铜作为配线物质。铜与其他金属相比，电阻率值非常低，电流顺畅，因此能够防止电子的过度集中，能够减少因发热引起的断电的问题。另外，与铝相比，由于对电子迁移现象的阻抗大，因此具有能够改善断线和可靠性的优点，从而作为配线物质是有利的。

但是，尽管铜具有如上所述的优点，但由于不能进行干式蚀刻，所以在形成图案方面存在问题，因而铜在半导体工序中的导入晚。为了解决这一问题，导入了利用化学机械研磨(Chemical Mechanical Planarization,CMP)的大马士革镶嵌(damascene)工序。

CMP是化学和机械研磨同时进行的研磨方法，利用化学药品(chemical)在晶片表面形成容易去除的活性层(active layer)，同时利用研磨剂(abrasive)、晶片(wafer)与垫片(pad)之间的压力和相对转速引起的摩擦去除活性层而进行平坦化。

CMP工序中，浆料包含研磨剂和化合物，在铜配线界面以化学、机械的方式发挥作用来进行平坦化。CMP工序后，包含研磨剂的浆料显示出研磨后在铜表面残留浆料内添加物或研磨剂强力吸附的倾向，未去除的浆料和研磨剂持续腐蚀铜薄膜表面而使配线产生缺陷(defect)，阻碍平坦化或层叠时作为异物(contaminant)发挥作用，从而降低配线的高集成化和性能。由此，在GCMP工序后进行通过刷子(brush)和超纯水清洗而去除残余污染物的缓解步骤工序(抛光步骤(buffing step))，但是无法保障彻底的清洗。因此，要求对用于成功的清洗的清洗步骤的研究。

发明内容

技术课题

本发明用于解决上述问题，其目的在于提供一种CMP后清洗液组合物，其作为pH 10～14的碱性水体系，去除CMP工序后残留的研磨剂和有机污染物，能够防止铜腐蚀，并能够防止反向吸附(reverse adsorption)。

解决课题方法

为了实现上述目的，本发明提供一种CMP后清洗液组合物，其包含：2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-Amino-2-methyl-1-propanol)0.01～10wt％、季铵氢氧化物0.1～10wt％、螯合剂0.001～3wt％、哌嗪(Piperazine)0.001～5wt％以及使全部组合物总重量为100wt％的余量的超纯水。

另外，根据本发明的CMP后组合物包含：2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-Amino-2-methyl-1-propanol)0.01～10wt％、四甲基氢氧化铵(TMAH)0.1～10wt％、1,2-环己二胺四乙酸(1,2-cyclohexane diamine tetra acetic acid,CyDTA)0.001～3wt％、哌嗪(Piperazine)0.001～5wt％以及使全部组合物总重量为100wt％的余量的超纯水。

根据本发明的CMP后清洗液组合物以pH为10～14为特征。

并且，根据本发明的CMP后清洗液组合物以按1：50～1：100的稀释比使用为特征。

发明的效果

根据本发明的CMP后清洗液组合物的pH为10～14，能够有效去除残留物和污染物，与有机或金属性蚀刻残留物形成配位键，从而防止从基板再沉积，并具有抑制铜腐蚀的效果，能够制造优异的半导体。

具体实施方式

以下，以实施例为基础详细地说明本发明。