CN101525563B - 用于后研磨清洁剂的腐蚀抑制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明中作为腐蚀抑制剂的肌胺酸化合物为肌胺酸及其盐类化合物，该腐蚀抑制剂用于化学机械研磨的后研磨清洁剂中，可于后CMP(化学机械研磨)清洁时可保护加工对象表面，避免被腐蚀。本发明最能显示发明特征的化学式。

Description

用于后研磨清洁剂的腐蚀抑制剂
技术领域
本发明有关一种用于后研磨清洁剂的腐蚀抑制剂，目的在提供一种用于化学机械研磨的后清洁时可保护加工对象表面避免被腐蚀的腐蚀抑制剂。
背景技术
化学机械抛光或平坦化(CMP)是一项用于平坦化半导体组件或基板顶端表面的半导体制造程序的技术。该半导体组件一般由硅基晶圆，其具有形成于晶圆中或晶圆上的主动区及由金属(一般为铜或钨)所形成沿着晶圆沉积在蚀刻线中以便连接该等主动区的内连接线。利用CMP程序移除已沉积在半导体组件上的过量铜以便平坦化该表面。CMP程序一般包括在受控条件下靠着湿抛光表面旋转该半导体基板。该化学抛光剂包括研磨材料(如氧化铝或二氧化硅)，而化学助剂则可为pH值缓冲剂、氧化剂或界面活性剂等。当然，CMP研磨对象不同时，其所需使用的研磨材料亦有所差异。如在铜CMP制程中使用的铜研磨材料是加入氢氧化铵及氢氟酸(HF)。另外，由于铜极易氧化及腐蚀，因此在铜CMP制程中，经常加入含有三氮唑(triazole)的溶液以保护被研磨晶圆的铜图案，并避免在研磨后等待下一制程时发生铜腐蚀，例如于研磨液中加入苯并***(benzotriazole，以下简称为BTA)作为铜腐蚀抑制剂以保护铜膜表面。
而晶圆经过研磨之后，表面势必残留大量研磨粉体与金属离子。因此，在CMP制程后，紧接着必须进行多次表面清洗制程，以去除这些微粒、金属离子、有机物等。目前业界清除晶圆表面微粒、金属离子、有机物仍以湿式化学清洗法(wet chemical cleaning)为大宗，其为以液状酸碱溶剂与去离子水的混合物作为化学清洗剂清洗晶圆表面，随后润湿再干燥的程序。
然而，由于铜CMP制程中作为铜腐蚀抑制剂的BTA具有黏着性且不易去除，因此习知清洗步骤分别加入酸性与碱性的化学药剂以降低BTA黏性，并配合擦洗方法以期于清洗其它微粒、金属离子与有机物的同时去除BTA，但是利用习知技术清洗过的晶圆表面仍具有残留的BTA。且由于习知铜CMP后清洗制程仅藉由加入的化学药剂降低BTA黏性，无法将BTA完全清除，导致BTA残留于晶圆表面，甚至在晶圆表面黏结成块，造成污染。此残留于晶圆表面的BTA会造成电阻值升高、热效应以及后续形成的薄膜与铜的接口不佳的问题，使得晶圆可靠度下降，故BTA已被确认为是化学机械研磨后晶圆清洗时常见的有机污染源。
发明内容
本发明的主要目的即在提供一种用于后研磨清洁组的腐蚀抑制剂，于该晶圆在CMP制程后，可利用该后研磨清洁组成物进行表面清洗，以去除晶圆表面的微粒、金属离子、有机物以及残留的BTA，并可保护加工对象表面免于例如为清洁溶液的侵蚀性质、氧化作用、后清洁腐蚀、化学所生电流侵蚀、或光感应侵蚀。
为达上揭目的，本发明中作为腐蚀抑制剂的肌胺酸化合物为肌胺酸及其盐类化合物，该腐蚀抑制剂用于后研磨清洁剂(post CMP cleanagent)中，可保护加工对象表面免于例如为清洁溶液的侵蚀性质、氧化作用、后清洁腐蚀、化学所生电流侵蚀、或光感应侵蚀。
具体实施方式
本发明的特点，可参阅本案图式及实施例的详细说明而获得清楚地了解。
本发明用于后研磨清洁剂的腐蚀抑制剂，该腐蚀抑制剂为肌胺酸及其盐类化合物等肌胺酸化合物或其混合物，而该腐蚀抑制剂用于后研磨清洁剂中，该腐蚀抑制剂同样可以为肌胺酸及其盐类化合物等肌胺酸化合物或其混合物，其可保护加工对象表面免于例如为清洁溶液的侵蚀性质、氧化作用、后清洁腐蚀、化学所生电流侵蚀、或光感应侵蚀。
虽然CMP可有效平坦化加工对象表面，但此程序将污染物留在加工对象表面上，必须施用后研磨清洁剂以移除此类污染残留物。其清洁的目的是要从加工对象的表面上移除CMP步骤所留下的残留物、且不会显著地蚀刻金属、在表面上残留沉积物、或对加工对象施加明显的有机(例如为碳)污染物。此外，保护加工对象表面免于各种不同机制的腐蚀是理想的，其例如为化学蚀刻、化学所生电流腐蚀或光感应腐蚀。该加工对象表面的腐蚀会造成金属凹陷且使金属线薄化。酸性清洁溶液在从加工对象表面上移除有机污染物与对残留铜加以错合上通常是相当有效率的。因此得到在中度至低度pH值下为有效的清洁剂将是理想的。酸性化学典型上使用在用于后CMP清洁的刷洗箱或超音波清洁单元中。
故该后研磨清洁剂可包含有酸性化合物及腐蚀抑制剂，该酸性化合物可以为柠檬酸、草酸、磷酸、氨基三甲基磷酸、1-羟基亚乙基1，1-二磷酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、氨基三亚甲基膦酸、1，4氨酸六甲基-(四甲基)1，4磷酸、1，5磷酸-二乙烯三胺五甲基、1，5磷酸-六甲基乙烯三胺五甲基、丙二酸、乳酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、琥珀酸、己二酸、苹果酸、马来酸，酒石酸、甲磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、三甘胺酸、N-(羟乙基)乙二胺三乙酸或其组合物，而该腐蚀抑制剂可以为肌胺酸及其盐类化合物等肌胺酸化合物，该肌胺酸及其盐类的实例包括，但非限于肌胺酸(sarcosine)、
Figure S2008100080138D00031
式一
(CH3NHCH2COOH，CAS＝107-97-1)
月桂醯肌胺酸(lauroyl sarcosine)、
Figure S2008100080138D00041
式二
(C15H29NO3，CAS 97-78-9)
N-醯基肌胺酸(N-acyl sarcosine)、椰油醯基肌胺酸(cocoylsarcosine)、油醯肌胺酸(oleoyl sarcosine)、硬脂醯肌胺酸(stearoylsarcosine)、及肉蔻醯肌胺酸(myristoyl sarcosine)或其锂盐、钠盐、钾盐、或胺盐等或其混合物；例如月桂醯肌胺酸钠盐(Sodium n-LauroylSarcosinate)。
式三
【CH3(CH2)10CON(CH3)CH2COONa，CAS 137-16-6】
实施例一
根据表一所列，利用对照例1至3成份所组成的后研磨清洁剂，进行后研磨清洁试验，并比较各对照例中晶圆表面铜的损耗率。其中，该椰油醯基肌胺酸钠的化学式如式四：
Figure S2008100080138D00051
式四
(RCON(CH3)CH2COONa，CAS 61791-59-1)
  柠檬酸(wt％)   草酸(wt％)   月桂醯肌胺酸ppm   椰油醯基肌胺酸ppm
 对照例1   0.2   0.2   0   0
 对照例2   0.2   0.2   20   0
 对照例3   0.2   0.2   0   20
                            表一
后研磨清洁试验是根据下列条件进行，而利用TXRF(全反射X-射线萤光光谱)分析铜的损耗率(copper loss)结果纪录于表二。
晶圆类型：2个2000A厚的覆铜晶圆
清洗设备：Ontrak post CMP brush box(Lam Research，CA USA)
清洗剂流速：300ml/min
清洗时间：50秒
  Cu损耗率(A/min)
  对照例1   21.66
  对照例2   16.47
  对照例3   13.34
        表二
根据表二结果可知，该对照例2及3的铜损耗率小于对照例1，故添加有月桂醯肌胺酸或椰油醯基肌胺酸的后研磨清洁剂可有效抑制铜的损耗。
实施例二
根据表三所列，利用对照例4至5成份所组成的后研磨清洁剂，进行后CMP清洁试验，并比较各对照例中晶圆表面铜的损耗率。
  柠檬酸(wt％)   十二烷基苯磺酸(wt％) 椰油醯基肌胺酸钠ppm
  对照例4   0.25   0.0085   0
  对照例5   0.25   0.0085   10
                        表三
后研磨清洁试验根据下列条件进行，而利用TXRF(全反射X-射线萤光光谱)分析铜的损耗率(copper loss)的平均值结果纪录于表四。
晶圆类型：2片2000A厚的覆铜晶圆
清洗单元：Ontrack post CMP brush box(Lam Research，CA USA)
清洗剂流速：300ml/min
清洗时间：50秒
  铜损耗率平均值A/min
  对照例4   13.92
  对照例5   11.71
        表四
根据表四结果可知，该对照例5的铜损耗率小于对照例4，故添加有椰油醯基肌胺酸钠的后研磨清洁剂可有效抑制铜的损耗。
由上述实施例一、二可知，本发明利用肌胺酸化合物(如肌胺酸及其盐类化合物)作为的后研磨清洁剂中的腐蚀抑制剂，可保护加工对象表面免于例如为清洁溶液的侵蚀性质、氧化作用、后清洁腐蚀、化学所生电流侵蚀、或光感应侵蚀的后研磨清洁剂添加物。
本发明的技术内容及技术特点巳揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本案发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。

Claims (11)

1.一种后化学机械研磨清洁剂组成物，其包含一肌胺酸化合物或其盐、一酸性化合物，其中该肌胺酸化合物具有下式：
Figure FSB00000339013900011
其中R为月桂酰基、椰油酰基、油酰基、硬脂酰基或肉荳蔻酰基。
2.如权利要求1所述后化学机械研磨清洁剂组成物，其中该盐选自于锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
3.如权利要求1所述后化学机械研磨清洁剂组成物，其中该肌胺酸化合物或其盐为月桂酰肌胺酸或其钠盐。
4.如权利要求1所述后化学机械研磨清洁剂组成物，其中该肌胺酸化合物或其盐为椰油酰肌胺酸或其钠盐。
5.如权利要求1所述后化学机械研磨清洁剂组成物，其中该酸性化合物可以为柠檬酸、草酸、磷酸、氨基三甲基磷酸、1-羟基亚乙基1，1-二磷酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、氨基三亚甲基膦酸、1，4氨酸六甲基-(四甲基)1，4磷酸、1，5磷酸-二乙烯三胺五甲基、1，5磷酸-六甲基乙烯三胺五甲基、丙二酸、乳酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、琥珀酸、己二酸、苹果酸、马来酸、酒石酸、甲磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、三甘胺酸、N-(羟乙基)乙二胺三乙酸或其组合物。 
6.一种肌胺酸化合物或其盐类作为后化学机械研磨清洁剂组成物中的腐蚀抑制剂的应用，其中该肌胺酸化合物具有下式：
Figure FSB00000339013900021
其中R为月桂酰基、椰油酰基、油酰基、硬脂酰基或肉荳蔻酰基。
7.如权利要6所述应用，其中该盐选自于锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
8.如权利要求6所述应用，其中该肌胺酸化合物或其盐为月桂酰肌胺酸或其钠盐。
9.如权利要求6所述应用，其中该肌胺酸化合物或其盐为椰油酰肌胺酸或其钠盐。
10.如权利要求6所述应用，其中该后化学机械研磨清洁剂组成物另包含有一酸性化合物。
11.如权利要求10所述应用，其中该酸性化合物为柠檬酸、草酸、磷酸、氨基三甲基磷酸、1-羟基亚乙基1，1-二磷酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、氨基三亚甲基膦酸、1，4氨酸六甲基-(四甲基)1，4磷酸、1，5磷酸-二乙烯三胺五甲基、1，5磷酸-六甲基乙烯三胺五甲基、丙二酸、乳酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、琥珀酸、己二酸、苹果酸、马来酸、酒石酸、甲磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、三甘胺酸、N-(羟乙基)乙二胺三乙酸或其组合物。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101937687A (zh) * 2010-07-21 2011-01-05 河北工业大学 计算机硬盘磷化铟基片cmp后表面洁净方法
EP2647693A4 (en) * 2010-11-29 2014-05-28 Wako Pure Chem Ind Ltd SUBSTRATE CLEANING AGENT FOR COPPER WIRING AND METHOD FOR CLEANING COPPER WIRING SEMICONDUCTOR SUBSTRATE
GB2486241A (en) * 2010-12-08 2012-06-13 Rhodia Operations A sulfosuccinate corrosion inhibitor
WO2014049016A1 (en) 2012-09-27 2014-04-03 Basf Se Non-corrosive soft-magnetic powder
EP2783774A1 (en) 2013-03-28 2014-10-01 Basf Se Non-corrosive soft-magnetic powder
WO2014168166A1 (ja) * 2013-04-10 2014-10-16 和光純薬工業株式会社 金属配線用基板洗浄剤および半導体基板の洗浄方法
US9944828B2 (en) 2014-10-21 2018-04-17 Cabot Microelectronics Corporation Slurry for chemical mechanical polishing of cobalt
CN107148496A (zh) 2014-10-21 2017-09-08 嘉柏微电子材料股份公司 腐蚀抑制剂以及相关的组合物及方法
TWI629325B (zh) 2014-10-21 2018-07-11 卡博特微電子公司 鈷凹陷控制劑
WO2016065060A1 (en) 2014-10-21 2016-04-28 Cabot Microelectronics Corporation Cobalt polishing accelerators

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3787227A (en) * 1972-06-29 1974-01-22 Grace W R & Co Rust preventative compositions
JP3397501B2 (ja) * 1994-07-12 2003-04-14 株式会社東芝 研磨剤および研磨方法
CN1735670A (zh) * 2003-01-03 2006-02-15 气体产品及化学制品公司 用于金属的化学机械平面化的组合物和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3787227A (en) * 1972-06-29 1974-01-22 Grace W R & Co Rust preventative compositions
JP3397501B2 (ja) * 1994-07-12 2003-04-14 株式会社東芝 研磨剤および研磨方法
CN1735670A (zh) * 2003-01-03 2006-02-15 气体产品及化学制品公司 用于金属的化学机械平面化的组合物和方法

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