一种酸性清洗液的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种酸性清洗液的应用

【技术实现步骤摘要】
一种酸性清洗液的应用


[0001]本专利技术涉及一种酸性清洗液的应用
。

技术介绍

[0002]化学机械研磨
(chemical mechanical polishing
；以下称为“CMP”)
工序也可称为平坦化
(planarization)
工序，是指为了实现精确图案化而将磨耗等的物理工序和氧化或螯合
(chelation)
等的化学工序相结合的工序
。
具体地，
CMP
工序将具有活性化学性质的研磨浆料组合物结合到摩擦半导体晶圆表面的研磨垫而执行，所述研磨浆料组合物中所包含的磨粒和研磨垫的表面突起与半导体晶圆的表面发生机械摩擦而对半导体晶圆表面进行机械研磨，从而能够有效去除成层时所使用的多余物质
。
[0003]在
CMP
工序之后会产生在执行诸如多层膜形成
、
蚀刻和
CMP
工序等的多种加工作业期间所产生的残留物或者被去除的层所引起的颗粒导致的污染物
。
这些残留物或污染物成为在形成金属配线或各种结构的后续工序中造成配线受损
、
加重结构表面损伤等的半导体器件的电性能不良的诱因
。
因此，在
CMP
工序之后，执行去除残留物或污染物的清洗作业是必不可少的后续工序
。
[0004]此外，目前最常用的是能够实现更快的绝缘体研磨速率，可以使氧化物侵蚀最小化的含有氧化铈磨粒的氧化铈浆料
。
但是，由于氧化铈颗粒相对于氧化硅膜和氮化硅膜的表面携带相反电荷的
Zeta
电位
(Zeta potential)
，因此在后续的清洗工序中不易去除
。
如果在半导体晶圆上残留有这种氧化铈浆料残留物的状态下执行后续工序，则会引起因残留物而发生短路
、
电阻增大的其他问题
。
[0005]目前，包含氢氟酸
(HF)
和氨水
(NH4OH)
的清洗剂被用作去除氧化铈浆料残留物的最有效的湿式清洗剂
。
但是，在执行清洗工序期间，所述氢氟酸不仅会将氧化硅膜及其他低介电物质过度蚀刻到静态水平以上，还为使氢氟酸不残留，要追加执行用于去除氢氟酸的后续清洗工序，因此，存在工序成本及工序步骤增加的问题
。
[0006]因此，需要开发一种能够防止
CMP
后研磨工序中所产生的污染物等再吸附的情况，并且在不损伤半导体晶圆
(
尤其是氧化硅膜
)
表面的前提下呈现出优异的清洗能力的
CMP
后清洗液
。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有酸性清洗剂中氢氟酸对清洗效果和清洗工艺影响较大的问题，从而提供了一种酸性清洗液的应用
。
本专利技术的酸性清洗液具有如下的一个或多个优点：具有较好的清洗效果，可以抑制半导体晶圆的损伤，具有较好的
BTA
清除效果
。
[0008]本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题
。
[0009]本专利技术提供了一种酸性清洗液的应用，所述的酸性清洗液用于清洗刻蚀灰化后的半导体芯片；
[0010]所述的酸性清洗液的原料包括下列质量分数的组分：
0.1
‑4％有机胺
、0.1
‑9％酸
、
氟化物
、
缓蚀剂
、
螯合剂
、
表面活性剂和水，水补足余量，各组分质量分数之和为
100
％；所述的表面活性剂为磺酸盐类阴离子表面活性剂；所述的酸与所述的有机胺的质量比为
(1
‑
3):1
；
[0011]各组分的质量分数为各组分的质量占所述的酸性清洗液中所有组分总质量的质量百分比
。
[0012]所述的应用中，所述的半导体芯片优选铜互连半导体芯片
。
[0013]所述的应用中，所述的酸性清洗液的
pH
可为1‑6，优选为
1.5
‑
5.5。
[0014]所述的应用中，所述的酸与所述的有机胺的质量比可为
(2.5
‑
1):1
，例如
1:1、5:3
或
7:3。
[0015]所述的应用中，所述的有机胺可为本领域清洗液常规的有机胺，优选为单乙醇胺
、
二甘醇胺
、
三乙醇胺
、
异丁醇胺和异丙醇胺中的一种或多种，例如单乙醇胺和
/
或三乙醇胺
。
[0016]所述的应用中，所述的有机胺的质量分数可为1‑4％，例如3％
。
[0017]所述的应用中，所述的酸可为本领域清洗液常规的酸，优选为硫酸
、
硝酸
、
硼酸
、
碳酸
、
次磷酸
、
亚磷酸
、
磷酸
、
甲酸
、
乙酸
、
丙酸
、
丁酸和戊酸中的一种或多种，例如硝酸
。
[0018]所述的应用中，所述的酸的质量分数可为1‑9％，优选为3‑7％，例如3％
、5
％或7％
。
[0019]所述的应用中，所述的氟化物可为本领域清洗液常规的氟化物，优选为氟化铵
、
氟化氢铵和四甲基氟化铵中的一种或多种，例如氟化铵
。
[0020]所述的应用中，所述的氟化物的质量分数可为本领域清洗液常规的质量分数，优选为
0.01
‑
10
％，更优选为
0.1
‑
10
％，进一步优选为
0.1
‑2％，例如
0.8
％
、1.2
％
、1.5
％或2％
。
[0021]所述的应用中，所述的缓蚀剂可为本领域清洗液常规的缓蚀剂，优选为2‑
巯基苯并噻唑
、
连苯三酚
、
邻苯二酚和5‑
氨基四唑中的一种或多种，例如2‑
巯基苯并噻唑
。
[0022]所述的应用中，所述的缓蚀剂的质量分数可为本领域清洗液常规的质量分数，优选为
0.001
‑5％，更优选为
0.01
‑5％，进一步优选为
0.1
‑3％，例如
0.8
％
。
[0023]所述的应用中，所述的螯合剂可为本领域清洗液常规的螯合剂，优选为丙二酸
、
马来酸
、
精氨酸和...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种酸性清洗液的应用，其特征在于，所述的酸性清洗液用于清洗刻蚀灰化后的半导体芯片；所述的酸性清洗液的原料包括下列质量分数的组分：
0.1
‑4％有机胺
、0.1
‑9％酸
、
氟化物
、
缓蚀剂
、
螯合剂
、
表面活性剂和水，水补足余量，各组分质量分数之和为
100
％；所述的表面活性剂为磺酸盐类阴离子表面活性剂；所述的酸与所述的有机胺的质量比为
(1
‑
3):1
；各组分的质量分数为各组分的质量占所述的酸性清洗液中所有组分总质量的质量百分比
。2.
如权利要求1所述的酸性清洗液的应用，其特征在于，所述的酸性清洗液满足如下条件中的一种或多种：
(1)
所述的酸性清洗液的
pH
为1‑6；
(2)
所述的酸与所述的有机胺的质量比为
(2.5
‑
1):1
；
(3)
所述的有机胺为单乙醇胺
、
二甘醇胺
、
三乙醇胺
、
异丁醇胺和异丙醇胺中的一种或多种；
(4)
所述的酸为硫酸
、
硝酸
、
硼酸
、
碳酸
、
次磷酸
、
亚磷酸
、
磷酸
、
甲酸
、
乙酸
、
丙酸
、
丁酸和戊酸中的一种或多种；
(5)
所述的氟化物为氟化铵
、
氟化氢铵和四甲基氟化铵中的一种或多种；
(6)
所述的缓蚀剂为2‑
巯基苯并噻唑
、
连苯三酚
、
邻苯二酚和5‑
氨基四唑中的一种或多种；
(7)
所述的螯合剂为丙二酸
、
马来酸
、
精氨酸和
EDTA
中的一种或多种；
(8)
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸；和
(9)
所述的水为去离子水和
/
或纯水
。3.
如权利要求2所述的酸性清洗液的应用，其特征在于，所述的酸性清洗液满足如下条件中的一种或多种：
(1)
所述的酸性清洗液的
pH
为
1.5
‑
5.5
；
(2)
所述的有机胺为单乙醇胺和
/
或三乙醇胺；
(3)
所述的酸为硝酸；
(4)
所述的氟化物为氟化铵；
(5)
所述的缓蚀剂为2‑
巯基苯并噻唑；
(6)
所述的螯合剂为丙二酸；
(7)
所述的酸与所述的有机胺的质量比为
1:1、5:3
或
7:3
；和
(8)
所述的水为去离子水
。4.
如权利要求1所述的酸性清洗液的应用，其特征在于，所述的酸性清洗液满足如下条件中的一种或多种：
(1)
所述的有机胺的质量分数为1‑4％；
(2)
所述的酸的质量分数为1‑9％；
(3)
所述的氟化物的质量分数为
0.01
‑
10
％；
(4)
所述的缓蚀剂的质量分数为
0.001
‑5％；
(5)
所述的螯合剂的质量分数为
0.001
‑
10
％；和
(6)
所述的表面活性剂的质量分数为
0.001
‑5％
。
5.
如权利要求4所述的酸性清洗液的应用，其特征在于，所述的酸性清洗液满足如下条件中的一种或多种：
(1)
所述的有机胺的质量分数为3％；
(2)
所述的酸的质量分数为3‑7％；
(3)
所述的氟化物的质量分数为
0.1
‑
10
％；
(4)
所述的缓蚀剂的质量分数为
0.01
‑5％；
(5)
所述的螯合剂的质量分数为
0.01
‑2％；和
(6)
所述的表面活性剂的质量分数为
0.01
‑1％
。6.
如权利要求5所述的酸性清洗液的应用，其特征在于，所述的酸性清洗液满足如下条件中的一种或多种：
(1)
所述的酸的质量分数为3％
、5
％或7％；
(2)
所述的氟化物的质量分数为
0.1
‑2％，例如
0.8
％
、1.2
％
、1.5
％或2％；
(3)
所述的缓蚀剂的质量分数为
0.1
‑3％，例如
0.8
％；
(4)
所述的螯合剂的质量分数为
0.1
‑2％，例如
0.9
％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王溯，马丽，刘金霞，唐耀宗，王玮，
申请(专利权)人：上海新阳半导体材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：