專利名稱：用于去除銅的氧化物蝕刻殘余物和防止銅電沉積的含水酸性制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于去除銅的氧化物蝕刻殘余物和防止銅電沉積的微電子清潔組合物，且涉及使用該組合物清潔微電子襯底的方法。該組合物和方法特別有用于清潔光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革(Cu-dual damascene)微電子結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的微電子結(jié)構(gòu)使用具有二氧化硅電介質(zhì)的鋁合金用于集成電路中的互連系統(tǒng)。多種清潔組合物被開發(fā)且可在后道(BEOL)令人滿意地從該微電子襯底清潔蝕刻后殘余物。然而，由于需要越來越小的幾何形狀以滿足增加的速度和集成密度的需要，這些鋁/ 二氧化硅互連系統(tǒng)已顯示不適宜了。因此，已經(jīng)開發(fā)出具有低_k電介質(zhì)的銅-雙大馬士革結(jié)構(gòu)代替鋁/二氧化硅互連件。然而，這些Cu-雙大馬士革互連結(jié)構(gòu)對BEOL清潔步驟提出了整套新的參數(shù)和問題。例如，當(dāng)使用非常稀的基于HF的酸性水溶液在硅襯底上產(chǎn)生蝕刻后Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)時，表面的任何CuOx和Cu (OH) 2膜或殘余物溶于酸性氟化物環(huán)境，從而根據(jù)以下反應(yīng)式在溶液中產(chǎn)生大量的銅(Cu2+)離子。
權(quán)利要求
1.用于清潔Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)的含水酸性清潔組合物，該組合物包含以下的制劑(a)約68. 45% 至約 98. 95%水;(b)約0.3%至約8%重量的至少一種烷醇胺或氨基苯酚；(c)約0.至約2%的至少一種金屬螯合劑；(d)約0.05%至約1. 6%的至少一種四烷基氟化銨；(e)約0.至約5%的氟化氫；和(f)任選從大于0%至約15%的至少一種非離子表面活性劑，其包含環(huán)氧乙烷鏈或環(huán)氧乙烷/乙二醇鏈；其中該百分比為基于制劑總重量的重量百分比，且該組合物具有的PH為約4至約5. 5。
2.權(quán)利要求1所述的含水酸性清潔組合物，其包含以下的制劑(a)約69. 46% 至約 89. 5%水;(b)約3%至約8%重量的至少一種烷醇胺或氨基苯酚；(c)約至約2%的至少一種金屬螯合劑；(d)約0.5%至約1. 6%的至少一種四烷基氟化銨；(e)約至約5%的氟化氫；和(f)任選約5%至約15%的至少一種非離子表面活性劑，其包含環(huán)氧乙烷鏈或環(huán)氧乙烷/乙二醇鏈。
3.權(quán)利要求1所述的含水酸性清潔組合物，其包含以下的制劑(a)約96. 86% 至約 98. 95%水;(b)約0.3%至約0. 8%重量的至少一種烷醇胺或氨基苯酚；(c)約0.至約0. 2%的至少一種金屬螯合劑；(d)約0.05%至約0. 16%的至少一種四烷基氟化銨；(e)約0.至約0. 5%的氟化氫；和(f)任選從大于0%至約1.5%的至少一種非離子表面活性劑，其包含環(huán)氧乙烷鏈或環(huán)氧乙烷/乙二醇鏈。
4.權(quán)利要求3所述的含水酸性清潔組合物，其中該清潔組合物在制劑中另外包含還原劑，其量為約0. 5%至約20%重量，基于制劑中其它組分的總重量。
5.權(quán)利要求1所述的含水酸性清潔組合物，其中所述制劑包含水、單乙醇胺、1，2_環(huán)己烷二胺四乙酸、四甲基氟化銨、HF和下式的表面活性劑
6.權(quán)利要求2所述的含水酸性清潔組合物，其中所述制劑包含水、單乙醇胺、1，2_環(huán)己烷二胺四乙酸、四甲基氟化銨、HF和下式的表面活性劑
7.權(quán)利要求3所述的含水酸性清潔組合物，其中所述制劑包含水、單乙醇胺、1，2_環(huán)己烷二胺四乙酸、四甲基氟化銨、HF和下式的Surfynol 465表面活性劑
8.權(quán)利要求3所述的含水酸性清潔組合物，其中所述制劑中的還原劑包括抗壞血酸t(yī)
9.權(quán)利要求5所述的含水酸性清潔組合物，其中該制劑包含(a)約78%水;(b)約3.85%單乙醇胺；(c)約1.87%的1，2-環(huán)己烷二胺四乙酸；(d)約0.77%四甲基氟化銨；(e)約1. 2%的 HF ；禾口(f)約14.3%的下式的Surfyno 1 465表面活性劑
10.權(quán)利要求7所述的含水、酸性清潔組合物，其中該制劑包含(a)約98%水;(b)約0.35%單乙醇胺；(c)約0.17%的1，2-環(huán)己烷二胺四乙酸；(d)約0.07%四甲基氟化銨；(e)約0. 11% 的 HF ；和(f)約1.3%的下式的Surfynol465表面活性劑
11.權(quán)利要求10所述的含水酸性清潔組合物，其中該制劑另外包含約％重量的抗壞血酸，該重量基于制劑其它組分的總重量。
12.用于從光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)清潔銅蝕刻殘余物的方法，其中該方法包括(a)提供具有至少一種光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)的微電子硅襯底晶片，該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)具有與該硅襯底的N+擴(kuò)散區(qū)域電連接的通孔結(jié)構(gòu)，和(b)將該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)暴露于根據(jù)權(quán)利要求1的清潔組合物。
13.用于從光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)清潔銅蝕刻殘余物的方法，其中該方法包括(a)提供具有至少一種光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)的微電子硅襯底晶片，該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)具有與該硅襯底的N+擴(kuò)散區(qū)域電連接的通孔結(jié)構(gòu)，知(b)將該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)暴露于根據(jù)權(quán)利要求3的清潔組合物。
14.用于從光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的具有CoWP金屬覆蓋的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)清潔銅蝕刻殘余物的方法，其中該方法包括(a)提供具有至少一種光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)的微電子硅襯底晶片，該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)具有與該硅襯底的N+擴(kuò)散區(qū)域電連接的通孔結(jié)構(gòu)且具有CoWP金屬覆蓋，和(b)將該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)暴露于根據(jù)權(quán)利要求4的清潔組合物。
15.用于從光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)清潔銅蝕刻殘余物的方法，其中該方法包括(a)提供具有至少一種光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)的微電子硅襯底晶片，該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)具有與該硅襯底的N+擴(kuò)散區(qū)域電連接的通孔結(jié)構(gòu)，知(b)將該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)暴露于根據(jù)權(quán)利要求5的清潔組合物。
16.用于從光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)清潔銅蝕刻殘余物的方法，其中該方法包括(a)提供具有至少一種光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)的微電子硅襯底晶片，該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)具有與該硅襯底的N+擴(kuò)散區(qū)域電連接的通孔結(jié)構(gòu)，和(b)將該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)暴露于根據(jù)權(quán)利要求7的清潔組合物。
17.用于從光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的具有CoWP金屬覆蓋的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)清潔銅蝕刻殘余物的方法，其中該方法包括(a)提供具有至少一種光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)的微電子硅襯底晶片，該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)具有與該硅襯底的N+擴(kuò)散區(qū)域電連接的通孔結(jié)構(gòu)且具有CoWP金屬覆蓋，和(b)將該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)暴露于根據(jù)權(quán)利要求8的清潔組合物。
18.用于從光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)清潔銅蝕刻殘余物的方法，其中該方法包括(a)提供具有至少一種光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)的微電子硅襯底晶片，該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)具有與該硅襯底的礦擴(kuò)散區(qū)域電連接的通孔結(jié)構(gòu)，和(b)將該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)暴露于根據(jù)權(quán)利要求10的清潔組合物。
19.用于從光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的具有CoWP金屬覆蓋的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)清潔銅蝕刻殘余物的方法，其中該方法包括(a)提供具有至少一種光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)的微電子硅襯底晶片，該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革結(jié)構(gòu)具有與該硅襯底的N+擴(kuò)散區(qū)域電連接的通孔結(jié)構(gòu)且具有CoWP金屬覆蓋，和(b)將該光致抗蝕劑灰化后、蝕刻后的Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)暴露于根據(jù)權(quán)利要求11的清潔組合物。
20.形成權(quán)利要求3的組合物的方法，包括向1重量份的制劑添加約10重量份的水，該制劑包含(a)約69. 46% 至約 89. 5%水;(b)約3%至約8%重量的至少一種烷醇胺或氨基苯酚；(c)約至約2%的至少一種金屬螯合劑；(d)約0.5%至約1. 6%的至少一種四烷基氟化銨；(e)約至約5%的氟化氫；和(f)約5%至約15 %的至少一種非離子表面活性劑，其包含環(huán)氧乙烷鏈或環(huán)氧乙烷/乙二醇鏈，其中該百分比為基于制劑總重量的重量百分比。
21.形成權(quán)利要求4的組合物的方法，包括(1)向1重量份的制劑添加約10重量份的水，該制劑包含(a)約69. 46% 至約 89. 5%水;(b)約3%至約8%重量的至少一種烷醇胺或氨基苯酚；(c)約至約2%的至少一種金屬螯合劑；(d)約0.5%至約1. 6%的至少一種四烷基氟化銨；(e)約至約5%的氟化氫；和(f)約5%至約15 %的至少一種非離子表面活性劑，其包含環(huán)氧乙烷鏈或環(huán)氧乙烷/乙二醇鏈，其中該百分比為基于制劑總重量的重量百分比，和(2)向所述得到的混合物添加約0.5%至約20%重量的還原劑，該重量基于所得混合物中其它組分的總重量。
全文摘要
用于從Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)去除銅的氧化物蝕刻殘余物的高含水酸性清潔組合物，且其中該組合物防止或基本消除銅在Cu-雙大馬士革微電子結(jié)構(gòu)上再沉積。
文檔編號C11D1/72GK102177230SQ200980140203
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者格倫.韋斯特伍德, 洪性辰, 金相仁 申請人:安萬托特性材料股份有限公司