[发明专利]一种碱性抛光后低k介质清洗剂及其清洗方法

说明书

本发明为一种碱性抛光后低k介质清洗剂及其清洗方法。所述的清洗剂其组成包括非离子表面活性剂、pH调节剂和去离子水，其中，非离子表面活性剂质量是去离子水的质量的1％‑4％；清洗剂的pH值为9‑10。所述的非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚非离子活性剂O‑20、AEO‑9或AEO‑15，pH调节剂为氨水或四乙基氢氧化铵。清洗方法中，通过洗刷参数的设置，以及加热烘干、CVD处理步骤的增加，本发明可以对低k介质材料进行保护，改善刷子使用寿命，并能对低k材料结构破坏部分修复，实现k值的恢复。

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，具体为一种碱性抛光后低k介质清洗剂及其清洗方法。

背景技术

随着集成电路产业的飞速发展，集成度在不断提高，特征尺寸不断减小，极大规模集成电路的布线层数不断增加。为了改善RC延迟，降低损耗，通常会降低铜布线间介质的k值，采用低k材料作为Cu互连的层间和层内介质，BD就是一种常用的低k介质材料。为了进一步降低RC延迟，低k介质采用多孔介质材料，介电常数更低，称为超低k介质材料，超低k介质的孔隙常为纳米级孔隙。由于多孔材料，低k介质材料的抗机械作用力的强度减弱，为此在制备过程中低k材料上有保护层，但是集成电路多层铜布线抛光及清洗的制备过程中还是需要在低机械压力下进行，经过抛光后，化学机械抛光最终将抛掉保护层，使低k介质层露出。

经过抛光过程后，晶圆表面会残留大量污染物，如颗粒污染，金属离子，有机物污染等，这些污染物在Cu布线和低k介质表面量残留。如果不能将这些污染物去除，最终会降低半导体器件的品质及优品率。

据了解，目前抛光后采用的清洗剂分为两类，一种是酸性清洗剂，主要成分是柠檬酸等，通过化学腐蚀作用进一步剥离表层吸附层，但是容易造成电化学腐蚀以及漏电流严重，破坏铜表面形貌及低k介质材料尤其是多孔介质的化学结构，使k值发生变化；另一种是碱性清洗剂，常采用四甲基氢氧化铵及四乙基氢氧化铵等，该类物质可以减小酸性抛光液对铜的腐蚀，但是对低k介质材料也会产生一定的影响，使k值发生改变。目前抛光后的清洗工艺为PVA刷片清洗，刷片清洗工艺会对低k介质材料产生影响，主要包括孔隙中化学试剂吸附以及机械作用力下的损坏都会对材料产生影响，使k值发生变化。

为了解决抛光后铜布线晶圆片中低k介质清洗的技术问题，需要研究新型的清洗剂以及新型清洗工艺，使其满足目前的技术需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种碱性抛光后低k介质清洗剂及其清洗方法。该清洗剂采用非离子活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚作为主要物料，并通过调控活性剂配比及浓度，使其对表面颗粒吸附物去除的同时，可以不对低k介质材料产生影响；清洗方法中，通过洗刷参数的设置，以及加热烘干、CVD处理步骤的增加，本发明可以对低k介质材料进行保护，改善刷子使用寿命，并能对低k材料结构破坏部分修复，实现k值的恢复。

本发明的技术方案为：

一种碱性抛光后低k介质清洗剂，所述的清洗剂其组成包括非离子表面活性剂、pH调节剂和去离子水，其中，非离子表面活性剂质量是去离子水的质量的1％-4％；清洗剂的pH值为9-10。

所述的非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚非离子活性剂O-20、AEO-9或AEO-15，pH调节剂为氨水或四乙基氢氧化铵。

所述的碱性抛光后低k介质清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

按照以上比例，将非离子活性剂加入到去离子水中，然后搅拌下加入pH调节剂，边搅拌边检测pH值，当pH值达到要求后，持续搅拌0.5-5分钟，同时补加pH调节剂维持稳定，最终制得清洗剂。

所述的碱性抛光后低k介质清洗剂的清洗方法，包括如下步骤：

(一)刷片清洗