[发明专利]一种清洗液、其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种清洗液、其制备方法和应用。所述的清洗液，其原料包括下列质量分数的组分：0.01％‑25％的强碱、0.01％‑30％的醇胺、0.01％‑10％的缓蚀剂、0.01％‑10％的螯合剂、0.01％‑5％的表面活性剂、0.002％‑0.1％的抗氧化剂、以及水，各组分质量分数之和为100％；所述的表面活性剂为MPEG改性的氯丙基‑POSS。本发明的表面活性剂，使清洗液在各个方面的性能均有所提升，尤其是在强碱为胆碱或三(2‑羟乙基)甲基氢氧化铵时效果很好，在生物兼容性方面大大提升。

技术领域

本发明涉及一种清洗液、其制备方法和应用。

背景技术

化学机械抛光或平坦化(“CMP”)是半导体器件制造工艺中的一种技术，从微电子装置晶片表面上去除材料的工艺过程，从而达到表面被抛光(平坦化)的目的。目前，CMP技术最广泛的应用是在集成电路(IC)和超大规模集成电路中(ULSI)对基体材料硅晶片的抛光。而国际上普遍认为，器件特征尺寸在0.35μm以下时，必须进行全局平面化以保证光刻影像传递的精确度。

但是，采用CMP法后容易在半导体基板表面上留下有杂质。为了避免器件可靠性降低，且为了避免引入能够使产率降低的缺陷，必须在对半导体基板进行后续加工前去除这些杂质。人们因此而开发了用于清洗CMP残层的基板表面的后CMP清洗溶液。

传统上用基于氢氧化铵的碱性溶液进行后CMP清洗。目前大多数CMP用在含铝、钮和氧化物的表面上。但是，在制造半导体时，铜日益成为生产芯片的材料。传统的后CMP法不足以清洗铜基芯片或者在清洗的过程中容易导致铜表面受到腐蚀。

可用于铜金属表面的清洗配方描述在专利CN1433567A和CN101146901B中，其包含四甲基氢氧化铵(TMAH)、单乙醇胺(MEA)、铜腐蚀抑制剂和水。这种配方虽然包含铜腐蚀抑制剂，但是缺点是在接触氧时的易劣化性，而这将导致配方物的颜色变暗，结果可能会使清洗能力丧失，清洗剂不再具有显著的功效。此外，在清洗过程中长时间接触氧的情况下，必然会出现这种现象。因此，为了避免清洗剂接触氧，需要将其保护在氮气氛下或者采用其他合理的手段，但是这些都会使得条件苛刻并且经济成本增加。因此，需要一种用于铜基芯片的CMP后清洗液。这样的CMP后清洗液需要基本上能够有效地将目标表面中实质上所有的颗粒去除并且能够防止对含铜芯片的腐蚀。

另外，目前市场上CMP后清洗液大多均含有四甲基氢氧化铵(TMAH)，其毒性大，生物兼容性差，因此亟待开发一种清洗、腐蚀、时效性、生物兼容性均佳的CMP后清洗液。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的清洗液的清洗、腐蚀、时效性、生物兼容性比较差等缺陷，而提供了一种清洗液、其制备方法和应用。本发明的清洗液在各个方面的性能均有所提升。

本发明主要是通过以下技术手段解决上述技术问题的。

本发明提供了一种清洗液，其原料包括下列质量分数的组分：0.01％-25％的强碱、0.01％-30％的醇胺、0.01％-10％的缓蚀剂、0.01％-10％的螯合剂、0.01％-5％的表面活性剂、0.001％-1％的抗氧化剂、以及水，各组分质量分数之和为100％；所述的表面活性剂为MPEG改性的氯丙基-POSS。

其中，所述的强碱的质量分数优选为1％-20％，例如5％-15％。所述的醇胺的质量分数优选为1％-10％，例如为5％-8％。所述的缓蚀剂的质量分数优选为0.1％-1％，例如为0.5％-0.8％。所述的螯合剂的质量分数优选为0.1％-1％，例如为0.3％-0.9％。所述的表面活性剂的质量分数优选为0.1％-1％，例如为0.2％-0.7％。所述的抗氧化剂的质量分数优选为0.002％-0.1％，例如，0.005％-0.01％。