本发明专利技术是关于一种用于半导体制程中金属防腐蚀的清洗液。其特征在于，包括一种或多种不仅能够有效清除金属表面各种残留，同时能够有效防止金属表面腐蚀的化学添加剂。本发明专利技术的清洗液不仅能够有效清除金属表面各种残留，大大降低对后续工艺的干扰，而且能够大大降低金属材料的表面点蚀，减低表面腐蚀程度，从而降低缺陷，提高清洗效率和产品良率，增加产品收益率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种清洗液，尤其涉及用于半导体制程中的金属防腐 蚀清洗液。
技术介绍
典型的清洗液有去离子水、过氧化氢溶液和稀氨水，它们主要用 于清洗前一工艺中残留液，比如经化学机械抛光工艺后，金属表面残 留的抛光液，经过刻蚀去强光阻工艺后，残留的去强光阻液以及经过 沉积工艺后的残留液等。其中前一工艺残留液被清洗后，金属表面仍 然可能存在一些由清洗液引入的有机物残留从而影响下一工艺制程， 或者金属表面的腐蚀仍然存在，金属表面的腐蚀会影响金属表面平坦 度质量也使缺陷水平居高不下，从而降低了产品良率和收益率。一些清洗液已被公开，比如美国第US2002169088号专利中的清 洗液包括羧酸，含氮化合物和磷酸(carboxylicacid， phosphoric acid， amine acid)。世界专利第WO 2005093031号专利中的酸性清洗液包 括有机酸和含氮抑制剂。世界专利第WO 2005085408号专利中的碱 性清洗液包括有机酸和含氮抑制剂。中国专利CN01104317.2中的清 洗液包括有机酸，腐蚀抑制剂，醇胺，多醇类化合物，这些都是关于 清洗液或清洗液的使用方法。美国专利US6147002中的清洗液是关 于一种酸性水溶液的清洗液，其还包括0.5 5重量％的含氟物质，该清洗液适合于清洗铜金属半导体晶片的集成电路元器件。但上述专利 中的清洗液，或是含有毒性物质，对环境不友善；或是清洗效率不够 高，或是有残留对后续工艺产生不良影响等缺陷；或是清洗使用范围 窄，例如US6443814专利的清洗液只能够清洗含铜金属层的晶片。因此，有必要开发出一种金属清洗液能够不仅能够有效清除金属 表面各种残留，大大降低对后续工艺的干扰。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种用于半导体制造中 有效清除金属表面各种残留，大大降低对后续工艺的干扰的清洗液。本专利技术的上述目的通过下列技术方案来实现该清洗液包括一种 载体，还包括一种或多种有效清除金属表面各种残留,有效防止金属 表面腐蚀的有机酸化学添加剂。所述的有机酸类化学添加剂为有机羧酸、有机膦酸或有机磺酸以 及它们的形成盐形成的组合物。所述的有机羧酸为柠檬酸、草酸、酒石酸、琥珀酸或马来酸以中 的一种或多种的组合。所述的有机膦酸包括烷基膦酸、苯基膦酸、l-羟基乙烯基-l、 1-二膦酸、亚甲基膦酸、乙烯基-二胺-4、亚甲基膦酸、环丁烷基-三胺-5-亚甲基膦酸或多氨基多醚基四亚甲基膦酸中的一种或多种的组合。所述的有机磺酸包括甲基磺酸、乙基磺酸、二甲基磺酸或丁基磺 酸内酯中的一种或多种的组合。所述的含氮氨基酸和它的形成盐包括甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、 异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、丝氨酸、 苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸，谷氨酸、天门冬氨 酸、赖氨酸或精氨酸中的一种或多种的组合。本专利技术所述的有机羧酸化学添加剂的重量百分比含量较佳地为0.05 5%。所述的有机膦酸化学添加剂的重量百分比含量较佳地为0.02 0.5%。所述的有机磺酸化学添加剂的重量百分比含量较佳地为0.02 1%。所述的氨基酸化学添加剂的重量百分比含量较佳地为0.05 5%。本专利技术所述的清洗液还包括PH调节剂、表面活性剂和/或聚合物 金属防腐抑制剂。所述的聚合物金属防腐抑制剂为聚丙烯酸类化合物、丙烯酸类化 合物与苯乙烯的共聚化合物、丙烯酸类化合物与顺丁烯二酸酐的共聚 化合物、丙烯酸类化合物与丙烯酸酯类的共聚化合物、膦酰基羧酸共 聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物或者丙烯酸-丙烯酸酯-膦 酸-磺酸盐四元共聚物。所述的聚合物金属防腐抑制剂范围分子量在2,ooo 所述的多聚羧酸和/或其盐为式I化合物<formula>formula see original document page 7</formula>式I其中，R，、R2独自地为氢原子或碳原子数小于3的烷基，R3为H、K、 Na或NH4。所述的聚丙烯酸类化合物较佳地为聚丙烯酸。 所述的聚丙烯酸类化合物分子量范围较佳地为5,000 30，000。 所述的聚丙烯酸类化合物重量百分比含量较佳地为10ppm 5000ppm。本专利技术所述的清洗液还包括含氮杂环化合物为苯并三唑、吡唑和 /或咪唑。所述的清洗液还包括含氮杂环化合物为重量百分比含量为0 0.1%。本专利技术所述的清洗液的pH值范围较佳地为2 7。所述的载体为醇类和/或水。本专利技术所述的清洗液在金属衬底中的用途。所述的金属衬底为铜、铝、钽、氮化钽、钛、氮化钛、银或金。在本专利技术中，所述的清洗液可用于下列工艺制成中抛光、刻蚀 (去强光阻后)、沉积以及其他保护步骤中。由于该化学添加剂用于本专利技术的清洗液中，降低对后续工艺的干 扰，大大降低金属材料的表面点蚀，减低表面腐蚀程度，从而降低了 缺陷，提高了清洗效率和产品良率，增加了收益率。本专利技术的积极进步效果在于本专利技术的清洗液能够大大降低金属 材料的腐蚀程度从而(1)使缺陷明显下降；(2)大大改善了金属表 面的平坦度质量；(3)提高产品良率(4)提高工艺操作窗口。附图说明图1A为使用传统清洗溶液("/。柠檬酸，0.1%苯并三唑)清洗后的铜/钽/二氧化硅表面的扫描电子显微镜(SEM)图； 图lB为本专利技术实施例l中的清洗溶液清洗后的铜/钽/二氧化硅表面的 扫描电子显微镜(SEM)图；图2A为使用传统清洗溶液(1Q/。柠檬酸，0.1%苯并三唑)后的铜/钽/ 二氧化硅表面的扫描电子显微镜(SEM)图；图2B为本专利技术实施例2中清洗溶液清洗后的铜/钽/二氧化硅表面的扫 描电子显微镜(SEM)图。具体实施方式实施例1将含有2% citric acid (拧檬酸)和聚丙烯酸(分子量5000) 10ppm 和水为余量的清洗液(pH=2.4)用于化学机械抛光液抛光后的铜/二 氧化硅表面。(1 )化学机械抛光液抛光铜金属的工艺为下压力1.0-2.0 psi、抛光盘的转速50-70 rpm、抛光头转速70-90 rpm、抛光液流速 200-300 ml/min、抛光时间1-2 min; (2)然后在下压力1.5 psi、抛 光盘的转速25 rpm、抛光头转速25 rpm、分别使用传统清洗液和该 专利技术清洗液，清洗液流速在300 ml/min，抛光时间0.5-1 min; (3)用清洗 液及聚乙烯醇(PVA)滚刷对晶片表面进行刷洗2 min，滚刷转速为 300 rp，清洗头转速280rpm，清洗液流量300 ml/min; (4)再用去 离子水及PVA滚刷刷洗2 min，滚刷转速为300 rpm清洗头转速280 rpm，去离子水流量300ml/min。清洗结果见图1A,1B。结果显示，图中亮线部分为金属，使用传统清洗液的晶片(如图1A)，金属表面有较严重的残留；使用本专利技术的清洗液清洗后的金 属表面(如图IB)光滑，未见明显残留或腐蚀,缺陷率明显下降，金属 表面的粗糙度得到明显改善。 实施例2将含有0.5%多氨基多醚基四亚甲基膦酸和水为余量的清洗液(pH=2.5)用于化学机械抛光液抛光后的铜/二氧化硅表面。(1)化 学机械抛光液抛光铜金属的工艺为下压力1.0-2.0 psi、抛光盘的转 速50-70 rpm、抛光头转速70-90 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于半导体中金属防腐蚀的清洗液，其特征在于：包括一种载体，还包括一种或多种有效清除金属表面各种残留，同时有效防止金属表面腐蚀的有机酸化学添加剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐春，宋伟红，荆建芬，顾元，
申请(专利权)人：安集微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[]
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