System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 化学机械抛光后清洗液及其制备方法和用途技术_技高网

化学机械抛光后清洗液及其制备方法和用途技术

技术编号:41125653 阅读:5 留言:0更新日期:2024-04-30 17:53
本发明专利技术提供一种化学机械抛光后清洗液及其制备方法和用途。所述清洗液包括抑制剂和抑制添加剂;其中,以所述清洗液的总质量为100%计,所述抑制剂的含量为0.4‑5%,优选1‑3%,所述抑制添加剂的含量为1‑15%,优选5‑10%;并且,所述抑制剂为苯丙氨酸类化合物,且所述苯丙氨酸类化合物具有羟基。本发明专利技术通过使用化学机械抛光后清洗液能够在抑制Cu、Co间的电偶腐蚀的同时,也可以尽量减少Cu的腐蚀。进一步地,本发明专利技术的清洗液环保、无污染、且挥发损耗小,在清洗完毕后,仅用纯水冲洗即可,对环境和人体无伤害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种清洗液及其制备方法和用途,具体涉及一种化学机械抛光后清洗液及其制备方法和用途,特别涉及一种抑制腐蚀的半导体芯片的化学机械抛光后的清洗液及其制备方法和用途,属于半导体材料领域。


技术介绍

1、随着集成电路的发展,互连层顶层布线层的特征尺寸也逐渐减小。al是最早使用的互连层材料,随着特征尺寸的缩小,al过高的电阻率导致rc延迟(电阻电容延迟)增大,同时al的抗电迁移能力差。而cu的电阻率和抗电迁移能力均比al低,可以减少rc延迟的同时提高器件的可靠性,现已取代al成为新的集成电路金属材料。

2、但是,cu与介质层的si或者si的氧化物反应形成杂质缺陷进而影响器件的性能,严重时甚至导致全局互连的电路失去作用。因此在cu和si之间需要加上能够阻止cu向介质层扩散的阻挡层。ta和tan均对cu离子的扩散有良好的阻隔作用。确切的说ta在cu和tan之间作为粘附层,而tan作为阻挡,14nm以上工艺节点时,ta和tan通常用于cu互连的阻挡层材料。

3、由于工艺节点不断演进和器件尺寸不断缩小,沟槽尺寸也在同步减小,整个互连结构中阻挡层金属与cu的比率增加,从而使互连电阻和rc延迟增大。另一方面,由于沟槽宽度进一步缩小,导致其深宽比相应增大,从而给tan/ta/cu籽晶层/cu的沉积带来了极大挑战,严重时这将会引起沟槽夹断,造成cu沉积不充分等问题。

4、为了降低互连电阻,提高器件的整体性能,采用具有低电阻率、低价格、低莫氏硬度、高化学活性以及高台阶覆盖率的钴(co)代替传统的ta作为铜互连的阻挡层。然而,cu/co的标准电位差大,在化学机械抛光(cmp)和后清洗过程中,金属互连件的界面会发生电偶腐蚀,降低器件的可靠性。

5、cn111020610a公开了一种用于cu互连cmp后腐蚀抑制剂的清洗液及配制方法。该清洗液各组分的质量百分配比为:螯合剂0.0005~0.2wt%、络合剂0.0005~0.1wt%、表面活性剂0.001~0.5wt%,余量为去离子水。所述的清洗液还包括ph调节剂中的一种或多种。但是该清洗液的ph值为10~13,超过8,由于盐基化合物的蚀刻作用,会腐蚀cu表面,使cu表面变得粗糙,影响cu制程有效性。

6、综上所述,研究一种化学机械抛光后清洗液,在抑制铜钴电偶腐蚀的同时,也要尽量减少cu的腐蚀,成为亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、专利技术要解决的问题

2、鉴于现有技术中存在的技术问题,本专利技术首先提供一种化学机械抛光后清洗液,其能够在抑制cu、co间的电偶腐蚀的同时,也可以尽量减少cu的腐蚀。

3、进一步地,本专利技术还提供一种化学机械抛光后清洗液的制备方法,该制备方法简单易行,原料易于获取,适合大批量生产。

4、用于解决问题的方案

5、[1]、一种清洗液,其包括抑制剂和抑制添加剂;其中,

6、以所述清洗液的总质量为100%计,所述抑制剂的含量为0.4-5%,优选1-3%,所述抑制添加剂的含量为1-15%,优选5-10%;并且,

7、所述抑制剂为苯丙氨酸类化合物,且所述苯丙氨酸类化合物具有羟基。

8、[2]、根据上述[1]所述的清洗液,其中,所述苯丙氨酸类化合物包括3,4-二羟基苯丙氨酸、2,3,4-三羟基苯丙氨酸、3,4,5-三羟基苯丙氨酸、2,4,5-三羟基苯丙氨酸或2,4,5-三羟基-dl-苯丙氨酸中的一种或两种以上的组合。

9、[3]、根据上述[1]或[2]所述的清洗液,其中,所述抑制添加剂包括如下式(1)所示的化合物:

10、

11、其中,n为5-500之间的整数。

12、[4]、根据上述[1]-[3]任一项所述的清洗液,其中,所述抑制剂和抑制添加剂的质量比为(1-6):(2-30),优选为(1-3):(5-10)。

13、[5]、根据上述[1]-[4]任一项所述的清洗液,其中,所述清洗液还包括螯合剂、有机碱以及溶剂中的一种或两种以上的组合;

14、优选地,以所述清洗液的总质量为100%计,所述螯合剂的含量为1-12%,优选3-10%;所述有机碱的含量为0.1-0.5%,优选为0.2-0.4%;所述溶剂的含量为67.5-96.9%,优选为75-90%。

15、[6]、根据上述[5]所述的清洗液,其中,所述螯合剂包括有机酸螯合剂,优选包括丙二酸、马来酸、苹果酸、乌头酸、琥珀酸、壬二酸、杏仁酸、肉豆蔻酸、酒石酸、乙酸、甲酸、乳酸、水杨酸或柠檬酸中的一种或两种以上的组合。

16、[7]、根据上述[5]或[6]所述的清洗液,其中,所述有机碱包括胺类化合物;优选包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、羟乙基乙二胺、单乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二乙基乙醇胺、单异丙醇胺、四甲基氢氧化铵或四丙基氢氧化铵中的一种或两种以上的组合;和/或,

17、所述溶剂为无机溶剂,优选为水,更优选为超纯水。

18、[8]、根据上述[1]-[7]任一项所述的清洗液,其中,所述清洗液的ph值为2-7,优选为4-6。

19、[9]、一种根据上述[1]-[8]任一项所述的清洗液的制备方法,其包括将所述清洗液的各组分混合的步骤。

20、[10]、一种根据上述[1]-[8]任一项所述的清洗液用于抑制铜钴电偶腐蚀或铜腐蚀的用途。

21、专利技术的效果

22、本专利技术通过使用化学机械抛光后清洗液能够在抑制cu、co间的电偶腐蚀的同时,也可以尽量减少cu的腐蚀。

23、进一步地,本专利技术的清洗液环保、无污染、且挥发损耗小,在清洗完毕后,仅用纯水冲洗即可,对环境和人体无伤害。

24、进一步地,本专利技术的化学机械抛光后清洗液的制备方法简单易行,原料易于获取,适合大批量生产。

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【技术保护点】

1.一种清洗液,其特征在于,包括抑制剂和抑制添加剂;其中,

2.根据权利要求1所述的清洗液,其特征在于,所述苯丙氨酸类化合物包括3,4-二羟基苯丙氨酸、2,3,4-三羟基苯丙氨酸、3,4,5-三羟基苯丙氨酸、2,4,5-三羟基苯丙氨酸或2,4,5-三羟基-DL-苯丙氨酸中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1或2所述的清洗液,其特征在于,所述抑制添加剂包括如下式(1)所示的化合物:

4.根据权利要求1-3任一项所述的清洗液,其特征在于,所述抑制剂和抑制添加剂的质量比为(1-6):(2-30),优选为(1-3):(5-10)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的清洗液,其特征在于,所述清洗液还包括螯合剂、有机碱以及溶剂中的一种或两种以上的组合;

6.根据权利要求5所述的清洗液,其特征在于,所述螯合剂包括有机酸螯合剂,优选包括丙二酸、马来酸、苹果酸、乌头酸、琥珀酸、壬二酸、杏仁酸、肉豆蔻酸、酒石酸、乙酸、甲酸、乳酸、水杨酸或柠檬酸中的一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求5或6所述的清洗液,其特征在于,所述有机碱包括胺类化合物;优选包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、羟乙基乙二胺、单乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二乙基乙醇胺、单异丙醇胺、四甲基氢氧化铵或四丙基氢氧化铵中的一种或两种以上的组合;和/或,

8.根据权利要求5-7任一项所述的清洗液,其特征在于,所述清洗液的pH值为2-7,优选为4-6。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的清洗液的制备方法,其特征在于,包括将所述清洗液的各组分混合的步骤。

10.一种根据权利要求1-8任一项所述的清洗液用于抑制铜钴电偶腐蚀或铜腐蚀的用途。

...

【技术特征摘要】

1.一种清洗液,其特征在于,包括抑制剂和抑制添加剂;其中,

2.根据权利要求1所述的清洗液,其特征在于,所述苯丙氨酸类化合物包括3,4-二羟基苯丙氨酸、2,3,4-三羟基苯丙氨酸、3,4,5-三羟基苯丙氨酸、2,4,5-三羟基苯丙氨酸或2,4,5-三羟基-dl-苯丙氨酸中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1或2所述的清洗液,其特征在于,所述抑制添加剂包括如下式(1)所示的化合物:

4.根据权利要求1-3任一项所述的清洗液,其特征在于,所述抑制剂和抑制添加剂的质量比为(1-6):(2-30),优选为(1-3):(5-10)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的清洗液,其特征在于,所述清洗液还包括螯合剂、有机碱以及溶剂中的一种或两种以上的组合;

6.根据权利要求5所述的清洗液,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:侯军吕晶任浩楠王欣欣赖鑫
申请(专利权)人:浙江奥首材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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