專利名稱：用于清洗化學(xué)機(jī)械平坦化的研磨墊的水性清洗組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種水性清洗組合物，特別是指一種用于清洗化學(xué)機(jī)械平坦化的研磨墊的水性清洗組合物。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體后段制程中的化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical MechanicalPolishing，CMP)過(guò)程里，會(huì)在一旋轉(zhuǎn)的研磨墊上添加一預(yù)定量的研磨液，并將欲研磨的晶圓壓置在一旋轉(zhuǎn)的研磨墊上，以進(jìn)行拋光。其過(guò)程中自該晶圓上所剝離出的碎屑，以及該研磨液內(nèi)所含有大量的研磨粒子與各式化學(xué)助劑，皆有可能會(huì)附著于研磨墊表面，形成污染物。而當(dāng)污染物沾附得愈多，該研磨墊對(duì)晶圓的拋光效率就愈低，更嚴(yán)重地，其研磨效率將降為零，也就是喪失研磨功能而再也無(wú)法對(duì)一晶圓進(jìn)行有效拋光，此時(shí)勢(shì)必得更換一新的研磨墊。就一般的作業(yè)模式，每結(jié)束一次研磨程序，人員就會(huì)利用一清洗液來(lái)清洗該研磨墊，以避免過(guò)多的污染物沾附于該研磨墊上，再使用清水來(lái)將該清洗液洗掉。
上述污染物包含有各式無(wú)機(jī)與有機(jī)物質(zhì)，并經(jīng)由高效能液相層析技術(shù)(high-performance liquid chromatography，HPLC)分析得知，所述有機(jī)物質(zhì)包括研磨液中所含的表面活性劑，及用以避免晶圓上的金屬被腐蝕的金屬絡(luò)合劑(例如苯并三唑(benzotriazole，BTA))等，而無(wú)機(jī)物質(zhì)包含非溶解性與溶解性兩部分，非溶解性部分除了原研磨液中的研磨粒子(其成分譬如SiO2、Al2O3及CeO2)之外，也包含于研磨時(shí)自晶圓脫落的物質(zhì)(包括金屬、金屬氧化物、低介電材料)，溶解性部分包含有可溶性硅酸鹽與氧化劑，另一方面，基于實(shí)務(wù)操作所觀察到的現(xiàn)象以及目前已知的學(xué)理而推測(cè)，BTA會(huì)與源自于晶片的銅離子及其他研磨后廢液(磨粒、絡(luò)合劑、表面活性劑...)形成概呈綠色的非溶解性絡(luò)合物，其對(duì)于研磨墊而言應(yīng)也是一污染。而若清洗液的清洗能力低，則不易將研磨墊上的污染物清除干凈，所以需拉長(zhǎng)晶圓研磨的時(shí)間，且研磨墊所能處理的晶圓片數(shù)也較少。因此，該清洗液是否能有效地將上述污染物去除，攸關(guān)著該研磨墊的使用壽命。
一般而言，業(yè)界常用的清洗液包括有單獨(dú)使用的經(jīng)稀釋的草酸(oxalic acid)水溶液(特別是用以去除氧化銅)、氨水(ammonia)水溶液、檸檬酸(citric acid)水溶液、氫氧化四甲基銨(tetramethylammonium hydroxide，TMAH)水溶液等，主要是將各式污染物溶解掉以帶離該研磨墊，而達(dá)到清潔的目的，然，目前各式濃度的草酸水溶液、檸檬酸水溶液，與氫氧化四甲基銨水溶液的清洗能力，雖然已獲得本業(yè)界的認(rèn)同，但是尚未能符合申請(qǐng)人的需求。另一方面，氨水水溶液雖然具有較優(yōu)良的清洗效果，但是其缺點(diǎn)在于會(huì)散發(fā)惡臭，容易影響人員的工作情緒與身體健康，所以人員需自行做好防護(hù)措施，相關(guān)設(shè)備也是業(yè)者需負(fù)擔(dān)的成本之一，而且，申請(qǐng)人也發(fā)現(xiàn)，在拋光程序中以氨水水溶液來(lái)清洗研磨墊時(shí)，晶圓已離開(kāi)研磨墊而未直接接觸清洗液，但是晶圓上的銅線仍然會(huì)被腐蝕，依申請(qǐng)人推測(cè)，這可能是氨水水溶液中的NH3逸散至空氣中的緣故；又或者是氨水水溶液殘留在研磨墊上，于是當(dāng)晶圓在被研磨時(shí)因與其接觸，造成氨水與次微米銅線路反應(yīng)，形成銅銨絡(luò)合物，使得晶圓上的銅線被腐蝕，此腐蝕現(xiàn)象可能會(huì)造成整片晶圓報(bào)廢，于是業(yè)者需再判斷或另處理該已受損的晶圓仍然可供使用的部分，種種人力、設(shè)備、工時(shí)等相關(guān)成本，以及被腐蝕的晶圓皆為額外的損失。
也有具其他成分的清潔液被提供，例如US 6,740,629 B2就揭示，以至少一選自于以下群組的成分(A)氨水(ammonia)、氫氧化鉀(potassium hydroxide)、氫氧化四甲基銨(tetramethylammoniumhydroxide，TMAH)、三甲基-2-羥基乙基氫氧化銨(trimethyl-2-hydroxyethylammonium hydroxide)、甲基三羥基乙基氫氧化銨(methyltrihydroxyethylammonium hydroxide)、氫氧化四乙基銨(tetraethylammonium hydroxide，TEAH)、三甲基乙基氫氧化銨(trimethylethylammonium hydroxide)及諸如此類者，以及至少一選自于以下群組的成分(B)甘氨酸(glycine)、丙氨酸(alanine)、半胱氨酸(cysteine)、酰胺基硫酸(amidosulfuricacid)、乳酸(lactic acid)、檸檬酸、酒石酸(tartaric acid)、蘋果酸(malic acid)、丙二酸(malonic acid)、草酸、琥珀酸(succinicacid)、反丁烯二酸(fumaric acid)及順丁烯二酸(maleic acid)，相互混合后形成一用于清洗研磨墊的組合物。
如先前所提及的，目前業(yè)界常單獨(dú)使用的各式經(jīng)稀釋的酸或堿性溶液，對(duì)于研磨墊上的污染物并未有良好的去除效果，雖然US 6,740,629 B2有提出將有機(jī)酸與有機(jī)堿相互混合來(lái)形成研磨墊清潔液的概念，但是在其內(nèi)容中，仍然特別以氨水為建議使用的有機(jī)堿，因此，就算是該組合物有如其所號(hào)稱的良好清潔效果，顯然該案并未顧及后續(xù)晶圓在研磨過(guò)程會(huì)被腐蝕，以及人員操作的不便性等不良影響。而且，US 6,740,629 B2除了列出以上各種組成并對(duì)成分(A)、(B)的用量有概略建議外，也沒(méi)有明白提出或暗示該組合物所應(yīng)該另外具有，或是可以讓效果更為提升的其他條件。
TW 416984揭示一種組合物，用以清除在半導(dǎo)體制程中一晶圓上所產(chǎn)生的殘留物，例如有機(jī)金屬及金屬氧化物，該組合物包含至少1至50重量百分比的至少一種乙二胺四乙酸或其單-、二-、三-或四銨鹽，以及水或極性有機(jī)溶劑。而TW 396202則揭示了一種用以從金屬或介電質(zhì)表面脫除化學(xué)殘留物或用以將銅表面化學(xué)機(jī)械打光的組合物，其包含具有在3.5與7之間的pH值的水溶液且含有(a)一單官能，雙官能或三官能有機(jī)酸，及(b)一緩沖量的四級(jí)胺，氫氧化銨，羥胺，羥胺鹽，肼或肼鹽堿。
為了延長(zhǎng)研磨墊的使用壽命來(lái)降低耗材成本，一種除了具有高清潔力以外，更不會(huì)腐蝕晶圓，又不具刺鼻氣味而有利人員作業(yè)的清潔液，是目前業(yè)界所非常需要的。

發(fā)明內(nèi)容
由于經(jīng)研磨后的晶圓的品質(zhì)也可能攸關(guān)其他下游業(yè)者的產(chǎn)品良率，影響層面非常廣泛，所以申請(qǐng)人認(rèn)為，用以清潔研磨墊的清潔液，其首先考量的要件，應(yīng)是避免使用會(huì)造成晶圓腐蝕的酸及堿為成分，而且，為有利于人員順利操作、免除相關(guān)的人員防護(hù)成本，以及環(huán)境保護(hù)等訴求，具有高揮發(fā)性并會(huì)散出惡臭的藥品，例如氨水，是申請(qǐng)人所排除使用的。
申請(qǐng)人驚訝地發(fā)現(xiàn)，若欲全面性地顧及業(yè)界需求，除了須考量清洗液的成分以外，其pH值對(duì)于研磨墊的清潔能力，也有舉足輕重的影響性，此點(diǎn)也是目前已知技術(shù)中從沒(méi)有被提出的。
因此，本發(fā)明提供的一種用于化學(xué)機(jī)械平坦化的研磨墊的水性清洗組合物，其特征在于，具有一介于7至14之間的pH值，并包含下列組份一以該組合物的總重計(jì)含量為0.1～20重量％的有機(jī)二質(zhì)子酸，一以該組合物的總重計(jì)含量為0.1～20重量％，且在水性介質(zhì)下可解離出四級(jí)胺離子的有機(jī)堿，以及一與該有機(jī)二質(zhì)子酸及有機(jī)堿合計(jì)含量為100重量％的水性介質(zhì)。
另外，本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是選自于以下所構(gòu)成的群組草酸、檸檬酸、丙二酸、戊二酸、DL-蘋果酸、琥珀酸、酒石酸，以及此等的一組合。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是草酸。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是檸檬酸。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是琥珀酸。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是戊二酸。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是DL-蘋果酸。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)二質(zhì)子酸的含量為0.1～5重量％。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)二質(zhì)子酸的含量為0.1～2重量％。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)堿是選自于以下所構(gòu)成的群組氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨，以及此等的一組合。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)堿是氫氧化四甲基銨。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)堿的含量為0.1～5重量％。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)酸的含量為0.1～2重量％。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，是具有一介于10至14之間的pH值。
本發(fā)明所述的水性清洗組合物，其特征在于，該水性介質(zhì)為水。
經(jīng)由后續(xù)諸多的測(cè)試與驗(yàn)證可證實(shí)，本發(fā)明水性清洗組合物確實(shí)不會(huì)對(duì)晶圓造成腐蝕，且相較于目前業(yè)界使用的清洗液，本發(fā)明水性清洗組合物更可將研磨墊的使用壽命延長(zhǎng)高達(dá)三倍，足見(jiàn)其對(duì)于污染物具有優(yōu)良的去除效果，另一方面，本發(fā)明水性清洗組合物配制方式簡(jiǎn)單，各成分也容易獲得，且在應(yīng)用上也不需要搭配特殊設(shè)備，所以就本發(fā)明水性清洗組合物所具有的種種優(yōu)勢(shì)，皆有利于相關(guān)產(chǎn)業(yè)使用，十分具有商業(yè)潛力。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，附圖中圖1為一以表面掃描儀所拍攝的照片，說(shuō)明一晶圓在接受本發(fā)明水性清洗組合物實(shí)施例1的浸泡測(cè)試后，其表面的銅線未被腐蝕的情形。
圖2為另一以表面掃描儀所拍攝的照片，說(shuō)明一晶圓在接受比較例2的浸泡測(cè)試后，其表面的銅線被嚴(yán)重腐蝕的情形。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所提供的一種用于化學(xué)機(jī)械平坦化的研磨墊的水性清洗組合物，其特征在于，具有一介于7至14之間的pH值并包含下列組份一以該組合物的總重計(jì)含量為0.1～20重量％的有機(jī)二質(zhì)子酸，一以該組合物的總重計(jì)含量為0.1～20重量％，且在水性介質(zhì)下可解離出四級(jí)胺離子的有機(jī)堿，以及一與該有機(jī)二質(zhì)子酸及有機(jī)堿合計(jì)含量為100重量％的水性介質(zhì)。
較佳地，該有機(jī)二質(zhì)子酸是選自于以下所構(gòu)成的群組草酸、檸檬酸、丙二酸、戊二酸(glutaric acid)、DL-蘋果酸、琥珀酸、酒石酸，以及此等的一組合。于本發(fā)明的各具體例中，該有機(jī)二質(zhì)子酸分別為草酸、檸檬酸、琥珀酸、戊二酸，以及DL-蘋果酸。
較佳地，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)二質(zhì)子酸的含量為0.1～5重量％，于本發(fā)明的各具體例中，該有機(jī)二質(zhì)子酸的含量為0.1～2重量％。
較佳地，該有機(jī)堿是選自于以下所構(gòu)成的群組氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨(tetraproplyammoniumhydroxide，TPAH)、氫氧化四丁基銨(tetrabutyl ammoniumhydroxide，TBAH)，以及此等的一組合。于本發(fā)明的各具體例中，該有機(jī)堿為氫氧化四甲基銨。
較佳地，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)堿的含量為0.1～5重量％，于本發(fā)明的各具體例中，該有機(jī)二質(zhì)子酸的含量為0.1～2重量％。
本發(fā)明所提供的一種用于化學(xué)機(jī)械平坦化的研磨墊的水性清洗組合物，較佳地，是具有一介于10至14之間的pH值，另一方面，較佳地，該水性清洗組合物中的水性介質(zhì)為水。
有關(guān)本發(fā)明水性清洗組合物的制備可以任何現(xiàn)有的方式進(jìn)行，且不需特別的操作條件，在本發(fā)明的具體例中，是在室溫下直接將各成分混合來(lái)制備。
實(shí)施例[化學(xué)品暨相關(guān)用品]以下制備例及實(shí)施例是使用下列化學(xué)品進(jìn)行制作1.草酸由美國(guó)Aldrich公司制造，型號(hào)為241172。
2.檸檬酸由美國(guó)Sigma-Aldrich公司制造，型號(hào)為C1909。
3.琥珀酸由美國(guó)Sigma-Aldrich公司制造，型號(hào)為398055。
4.戊二酸由美國(guó)Sigma-Aldrich公司制造，型號(hào)為G3407。
5.DL-蘋果酸由美國(guó)Sigma-Aldrich公司制造，型號(hào)為240176。
6.氫氧化四甲基銨(以下簡(jiǎn)稱為TMAH)由美國(guó)Sigma-Aldrich公司制造，型號(hào)為331635。
7.氨水由美國(guó)Sigma-Aldrich公司制造，型號(hào)為320145。
8.五水硫酸銅(copper sulfate，CuSO4·5H2O)由美國(guó)Sigma-Aldrich公司制造，型號(hào)為209198。
9.研磨液由臺(tái)灣EPOCH公司制造，型號(hào)為EPL2381，含硅酸膠(colloidal silica)研磨粒子。
10.研磨墊由美國(guó)羅門哈斯公司制造，型號(hào)為CUP4410。
11.圖案晶圓由美國(guó)Sematech公司制造，型號(hào)為854MP017，線寬為0.25μm。
針對(duì)下面各實(shí)施例與比較例制得的各水性清洗組合物所進(jìn)行的測(cè)試如下列所示。
1.對(duì)銅腐蝕性測(cè)試a.塔菲爾測(cè)試—以鉑為輔助電極，氯化銀(AgCl)為參考電極，經(jīng)由清潔處理(浸泡于待測(cè)量的水性清洗組合物以除去氧化層，再用去離子水洗凈)后的銅片為工作電極，通過(guò)一恒定電位儀(為美國(guó)EG&G所制的VersaStat II Potentiostat/Galvanostat)，測(cè)量一銅片在清洗組合物中的塔菲爾數(shù)據(jù)(Tafel data)。當(dāng)所測(cè)得的塔菲爾電位(corrosion potential，Ecorr.)的值越小、電流(corrosioncurrent，Icorr.，特別是大于100μA以上者)及年腐蝕速率(Rcorr，in milli-inches per year，MPY)越大者，則表示所對(duì)應(yīng)的清洗組合物腐蝕性越高。
b.晶圓浸泡測(cè)試—將圖案晶圓于室溫下浸泡于清洗組合物內(nèi)10分鐘，并以表面掃描儀(FE-SEM，由德國(guó)LEO公司制造，型號(hào)為L(zhǎng)EO1560)拍攝浸泡前后的晶圓表面，以觀察清洗組合物對(duì)于晶圓上銅線的腐蝕性。當(dāng)銅線表面呈斑駁的區(qū)塊狀時(shí)，表示已被腐蝕。
2.清潔能力評(píng)估a.溶解測(cè)試—為清洗組合物對(duì)固體污染物的去除能力的模擬測(cè)試。取0.13克五水硫酸銅晶體投入100ml的研磨液內(nèi)，以讓該研磨液中的BTA與銅離子具有相等濃度，之后攪拌1小時(shí)而形成一測(cè)試液，該測(cè)試液內(nèi)的BTA就會(huì)與銅離子結(jié)合而形成出概呈綠色的固體絡(luò)合物，繼而將適量的清洗組合物倒入一測(cè)試液中并加以攪拌，記錄使該測(cè)試液內(nèi)的固體粒子(包含前述絡(luò)合物與研磨粒子)溶解，所需的清洗組合物的用量，而溶解能力的判斷是以有/無(wú)白色沉淀來(lái)表示；有白色沉淀者，表示該清洗組合物在特定用量下可將前述絡(luò)合物溶解，但是后續(xù)無(wú)論如何增量，都無(wú)法將研磨粒子溶解；無(wú)白色沉淀者，則表示除了可溶解前述絡(luò)合物以外，在特定用量下，也可將研磨粒子全部溶解。
b.研磨墊壽命測(cè)試—通過(guò)研磨機(jī)臺(tái)(由美國(guó)應(yīng)用材料(AppliedMaterial)公司制造，型號(hào)為Mirra)，每次以研磨墊轉(zhuǎn)速70rpm、壓力7Pa、研磨液460ml(供應(yīng)速率為200ml/min)，來(lái)研磨一圖案晶圓，研磨時(shí)間則為以機(jī)臺(tái)附設(shè)的感應(yīng)器，感應(yīng)到所研磨的晶圓已達(dá)研磨終點(diǎn)后，再多研磨20秒(各晶圓的研磨過(guò)程約為一分鐘)，而認(rèn)定其的銅金屬已完全移除，再以清洗組合物75ml(供應(yīng)速率為200ml/min)對(duì)該研磨墊進(jìn)行清洗。當(dāng)欲研磨的晶圓的研磨速率為0時(shí)，就表示該研磨墊沾附有過(guò)多的殘留物而無(wú)法再被使用，并統(tǒng)計(jì)此過(guò)程受研磨的晶圓總量，以評(píng)估所使用的清洗組合物對(duì)于研磨墊壽命的影響。
c.研磨墊上殘留物成分分析—將以上壽命已終的各研磨墊裁切下一部份(尺寸為37cm×1.5cm×0.2cm)，并將其繼續(xù)切成小塊后，全數(shù)浸泡于清洗組合物(50ml)中并攪拌，以將研磨墊上的殘留物溶洗出，之后利用高效能液相層析儀(high-performanceliquid chromatography，以下簡(jiǎn)稱HPLC，其是由美國(guó)Agilent公司制造，型號(hào)為1100系列)，在1ml/min的沖提速率下對(duì)溶洗后的清洗組合物所含殘留物成分與含量進(jìn)行分析。
實(shí)施例與比較例組合物的制備各實(shí)施例與比較例組合物所含成分及各成分的用量，以及組合物的pH值如表二所示。每一實(shí)施例與比較例的組合物是在室溫下直接將各成分予以混合來(lái)制備，舉例來(lái)說(shuō)，實(shí)施例1是通過(guò)將0.5重量份的草酸、0.75重量份的TMAH，及98.75重量份的水直接在室溫下混合而得，且其pH值是未經(jīng)添加任何其他成分下所呈現(xiàn)出的，其余各實(shí)施例與比較例也是以上述的方式制備，在此不再多加說(shuō)明。
另一方面，由于甘氨酸與氨水為US 6,740,629 B2所推薦搭配使用者，所以特別列出于后(也就是比較例2-6，而比較例6為該美國(guó)案的最佳實(shí)施例)，來(lái)與本發(fā)明水性清洗組合物的效果相互對(duì)照，另外，各清洗組合物的外觀皆為均勻水溶液。
表二





功效測(cè)試結(jié)果1.對(duì)銅腐蝕性的測(cè)試各清洗組合物進(jìn)行塔菲爾測(cè)試與晶圓浸泡測(cè)試的結(jié)果也被列于表二，表格中為“-”者則代表未施以該項(xiàng)測(cè)試。
如圖1所示的FE-SEM照片，經(jīng)實(shí)施例1清洗組合物浸泡的晶圓上銅線是未被腐蝕的，而圖2所示為經(jīng)比較例2組合物浸泡的晶圓照片，其上面銅線是嚴(yán)重被腐蝕的。另一方面，由于其他實(shí)施例與比較例的腐蝕測(cè)試照片與圖1及2類似，所以沒(méi)有一一列出，只于表二中以腐蝕或未腐蝕表示。
由表二中可看出，以US 6,740,629 B2說(shuō)明書揭示的較佳成分而調(diào)配的比較例2-6，皆會(huì)造成晶圓上銅線的腐蝕，而其他以氨水為成分之一的比較例，只要氨水濃度大于或等于0.15wt％幾乎都會(huì)造成腐蝕，因此可證實(shí)申請(qǐng)人先前所推測(cè)的，氨水并不適宜作為清潔液的成分。
2.清潔能力評(píng)估a.溶解測(cè)試—將表二中被評(píng)估為不會(huì)對(duì)晶圓上的銅線產(chǎn)生腐蝕的部分實(shí)施例及比較例，進(jìn)行溶解測(cè)試，其結(jié)果(也就是測(cè)試液與清洗組合物混合后所呈現(xiàn)的整體狀態(tài))如表三所示表三


結(jié)合表二、三的各比較例測(cè)試結(jié)果可看出，并不是單單任意結(jié)合有機(jī)酸與有機(jī)堿而得的水性清洗組合物，就可具有低腐蝕性，以及對(duì)于各式固體粒子的溶解性，例如比較例10、12、24、26、27、32-34，皆無(wú)法溶解研磨粒子。進(jìn)一步地，當(dāng)該組合物更具有適當(dāng)?shù)膒H值時(shí)(如本發(fā)明的各實(shí)施例)，不但是不會(huì)腐蝕晶圓，更可確實(shí)地將污染物，甚至于研磨粒子都一并溶解，而無(wú)任何白色沉淀存在，其效果和比較例8、9、22、23(也是目前常用的清洗液)相較，顯然更勝一籌。
就實(shí)施例3與6，以及實(shí)施例9與實(shí)施例12兩組的結(jié)果比較，實(shí)施例6、12的各成分濃度分別為實(shí)施例3、9的兩倍，但是實(shí)施例6、12并不會(huì)腐蝕晶圓上的銅線，且對(duì)于BTA與銅離子結(jié)合形成的絡(luò)合物，以及對(duì)于研磨粒子的溶解力，實(shí)施例6、12(各使用80、60ml就可以溶解研磨粒子)也顯然較實(shí)施例3、9(各使用130、120ml才能溶解研磨粒子)優(yōu)異，此結(jié)果可能暗示著當(dāng)本發(fā)明水性清洗組合物具有較高濃度的有機(jī)酸與有機(jī)堿時(shí)，對(duì)于污染物將可發(fā)揮較好的去除效果。
b.研磨墊壽命測(cè)試—以實(shí)施例2與比較例8的組合物各自對(duì)一研磨墊(編號(hào)分別為A、B)進(jìn)行前述的研磨墊壽命測(cè)試，其結(jié)果如表四所示表四

研磨墊A、B是在研磨完晶圓后，就以實(shí)施例2與比較例8的組合物進(jìn)行清洗，由表四可知，研磨墊A成功地研磨完1200片晶圓，而研磨墊B能研磨的晶圓片數(shù)則只有400片。相較于比較例8，實(shí)施例2成功地將研磨墊的使用壽命延長(zhǎng)了足足有三倍之多，顯然實(shí)施例2對(duì)于研磨墊上殘留物具有較佳的去除能力，因此各殘留物不易累積在該研磨墊A上，于是該研磨墊A可研磨更多晶圓。
c.研磨墊上殘留物成分分析—對(duì)上述經(jīng)研磨墊壽命測(cè)試完的研磨墊A、B分別進(jìn)行殘留物成分分析，分析結(jié)果如表五所示。
表五

如表五中所示，當(dāng)已完成“研磨墊壽命測(cè)試”的研磨墊A與B，分別以各清洗組合物清洗后所得的殘留物成分看來(lái)，研磨墊A上并沒(méi)有表面活性劑的殘留，因此顯然地，實(shí)施例2在先前的多次清洗過(guò)程中，已將表面活性劑完全去除，但是研磨墊B仍然被各清洗組合物洗出不少表面活性劑，就表示比較例8的組合物并未能于清洗過(guò)程中確實(shí)去除表面活性劑，所以清潔效果不佳，另一方面，就同一研磨墊的BTA去除能力而言，實(shí)施例1-3也顯然優(yōu)于比較例8、10、11。
通過(guò)以上說(shuō)明以及各項(xiàng)測(cè)試的證實(shí)，可知本發(fā)明水性清洗組合物并不具有腐蝕性，揮發(fā)性低而不會(huì)散發(fā)惡臭，符合環(huán)境保護(hù)的訴求，所以對(duì)環(huán)境、人員及產(chǎn)品等各層面都沒(méi)有負(fù)面影響，當(dāng)然可供須執(zhí)行晶圓拋光程序的相關(guān)業(yè)者安心使用，又，和目前廣被采用的清潔液相比，本發(fā)明水性清洗組合物也具有更優(yōu)異的清潔效果，并可確實(shí)大大地延長(zhǎng)研磨墊的使用壽命，此外，本發(fā)明水性清洗組合物的配制方式也十分簡(jiǎn)單，并不需以特殊或價(jià)格甚高的化學(xué)用品為成分，也不必通過(guò)特制設(shè)備來(lái)操作才能使用，所以本發(fā)明水性清洗組合物確實(shí)符合產(chǎn)業(yè)界各層面的需求，而可進(jìn)一步地，可維持晶圓的研磨品質(zhì)，提升人員工作效益，而有助于業(yè)者降低耗材、設(shè)備、工時(shí)等各項(xiàng)成本，確實(shí)達(dá)到本發(fā)明的創(chuàng)作目的。
權(quán)利要求
1.一種用于化學(xué)機(jī)械平坦化的研磨墊的水性清洗組合物，其特征在于，具有一介于7至14之間的pH值并包含下列組份一以該組合物的總重計(jì)含量為0.1～20重量％的有機(jī)二質(zhì)子酸；一以該組合物的總重計(jì)含量為0.1～20重量％的有機(jī)堿，該有機(jī)堿在水性介質(zhì)下可解離出四級(jí)胺離子；以及一與該有機(jī)二質(zhì)子酸及有機(jī)堿合計(jì)含量為100重量％的水性介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是選自于以下所構(gòu)成的群組草酸、檸檬酸、丙二酸、戊二酸、DL-蘋果酸、琥珀酸、酒石酸，以及此等的一組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是草酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是檸檬酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是琥珀酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是戊二酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)二質(zhì)子酸是DL-蘋果酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性清洗組合物，其特征在于，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)二質(zhì)子酸的含量為0.1～5重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水性清洗組合物，其特征在于，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)二質(zhì)子酸的含量為0.1～2重量％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)堿是選自于以下所構(gòu)成的群組氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨，以及此等的一組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水性清洗組合物，其特征在于，該有機(jī)堿是氫氧化四甲基銨。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性清洗組合物，其特征在于，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)堿的含量為0.1～5重量％。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的水性清洗組合物，其特征在于，以該組合物的總重計(jì)，該有機(jī)酸的含量為0.1～2重量％。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性清洗組合物，其特征在于，是具有一介于10至14之間的pH值。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性清洗組合物，其特征在于，該水性介質(zhì)為水。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于化學(xué)機(jī)械平坦化的研磨墊的水性清洗組合物，其具有一介于7至14之間的pH值并包含一以該組合物的總重計(jì)含量為0.1～20重量％的有機(jī)二質(zhì)子酸、一以該組合物的總重計(jì)含量為0.1～20重量％且在水性介質(zhì)下可解離出四級(jí)胺離子的有機(jī)堿，以及一與該有機(jī)二質(zhì)子酸及有機(jī)堿合計(jì)含量為100重量％的水性介質(zhì)，該水性清洗組合物不具腐蝕性與揮發(fā)性，配制方式簡(jiǎn)單，清潔效果佳而可倍增研磨墊的使用壽命，有助于業(yè)者降低耗材，設(shè)備，工時(shí)等各項(xiàng)成本，極富商業(yè)潛力。
文檔編號(hào)H01L21/304GK101037645SQ20061005853
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者侯惠芳, 劉文政, 陳彥良, 陳瑞清 申請(qǐng)人:長(zhǎng)興開(kāi)發(fā)科技股份有限公司