[发明专利]化学机械式研磨后清洗用组合物

说明书

本发明旨在提供一种在有效去除化学机械式研磨后的晶片基板表面附着的杂质的同时，不腐蚀金属排线材料的化学机械式研磨后清洗用组合物，涉及一种包含氢氧化胆碱、四丁基氢氧化铵、1,2,4‑三唑、2‑羟基吡啶以及余量的超纯水的化学机械式研磨后清洗用组合物。

技术领域

本发明涉及化学机械式研磨后清洗用组合物，更具体地，涉及一种在半导体制造工艺中，使用于包括金属排线及金属膜状半导体基板的清洗工艺，特别是使用于清洗已进行化学机械式研磨后露出金属排线的半导体基板的清洗用组合物。

根据本发明的清洗液组合物用pH 9～13可以有效去除残留物及污染物，且具有抑制铜腐蚀的效果，因此可以制造优异的半导体。

背景技术

在半导体工艺中，随着排线的线幅逐渐减小，排线的截面积减小，因而电阻增加，并且由于排线间间隔减小而发生信号延迟。作为减小这种信号延迟的一环，排线的材料用具有低电阻率特性的铜(Cu)替代，绝缘层的材料用具有更低介电常数的物质替代。

可是，如此在将排线材料用铜替代方面，如果应用在现有钨(W)和铝(Al)排线形成工艺中使用的干式蚀刻(dry etch back)工艺，则铜与氯(Cl)反应而形成挥发性低的铜-氯络合物(complex)。

这种铜-氯络合物残留于基板表面，作为妨碍蚀刻的障碍物进行作用，从而在形成图案方面引起问题。

为了克服这种问题，导入了化学机械式研磨(Chemical Mechanical P olishing：以下简称“CMP”)工艺。即，由利用所述化学机械式研磨工艺的大马士革工艺(damasceneprocess)，将铜沉淀于在层间电介质中蚀刻的线内后，经过去除剩余的铜并使表面平坦化的步骤。

这种平坦化过程一般使用化学机械式研磨工艺，所述化学机械式研磨工艺为在供应由研磨颗粒与化学药品混合的浆料的情形下，将硅晶片压附于研磨布并旋转，从而对绝缘膜或金属材料进行研磨、平坦化的工艺。由这种化学式去除与机械式去除混合的研磨方法，可以有效使硅晶片的表面平坦化。

但是，在CMP工艺中所使用的研磨颗粒或化学药品等，会污染晶片表面，引发图案缺陷或贴紧性不良、电气特性不良，因而需要将其完全去除。在用于去除这些污染物的CMP后(post-CMP)清洗工艺中，一般执行并行使用清洗液的化学作用与由海绵刷等的物理作用的刷洗。

但是，CMP后由清洗液反而在晶片表面沉积不希望的物质，从而会使所制造的半导体品质低下，并且，清洗液与露出的铜排线接触，沿着诸如Ta、TaN的金属膜状与铜排线的界面而引起楔形腐蚀，从而会发生降低装置的可靠性的所谓侧缝现象等。

因此，对既能够从晶片表面有效去除污染物质，又能够在清洗时防止金属排线材料腐蚀的清洗用组合物的研究正在进行中。

作为其一个示例，在韩国公开专利公报第10-2015-0054471号中，公开了一种包含氢氧化四烷基铵，特别是氢氧化四甲基铵、抗坏血酸、柠檬酸和去离子水，不包含除氢氧化四烷基铵之外的胺类化合物的CMP后清洗用组合物。

作为另一示例，在韩国授权专利公报第10-1572639号，公开了一种包含2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-Amino-2-methyl-1-propanol)0.01至10wt％、季铵氢氧化铵(特别是四甲基氢氧化铵)0.1至10wt％、螯合剂0.001至3wt％、哌嗪(Piperazine)0.001至5wt％及使整个组合物总重量成为100wt％的余量的超纯水的CMP后清洗液组合物。

作为又一示例，在韩国公开专利公报第10-2014-0139565号中，公开了一种清洗组合物，包含至少一种以上的季铵碱(特别是四甲基氢氧化铵)、一种以上的胺(特别是单乙醇胺)、一种以上的唑类腐蚀抑制剂(特别是1,2,4-三唑)、一种以上的还原剂(特别是抗坏血酸)及水。

发明内容

要解决的问题