本发明专利技术公开了一种钨化学机械抛光后清洗溶液的组成，其只包含羧酸以及去离子水。其特征在于，所述的羧酸可选自以下的群组：(1)单羧酸；(2)二羧酸；(3)三羧酸；(4)多羧酸；(5)羟基羧酸；(6)上述羧酸的盐类；以及(7)任何以上的组合。所述的钨化学机械抛光后清洗溶液能在不添加任何化学添加剂，例如界面活性剂、蚀刻抑制剂、酸碱值调整剂或螯合剂的条件下而产生清洗能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于ー种化学机械抛光后清洗操作领域。特别是指ー种钨化学机械抛光(tungsten CMP, WCMP)后清洗エ艺的清洗溶液的组成。
技术介绍
现代集成电路的制造都依赖化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)エ艺，经过所述的エ艺，可平整化介于金属导体层间的介电层，而且所述的介电层可以当作电绝缘层。而化学机械抛光エ艺也广泛地被使用于镶嵌(damascene)エ艺(又叫大馬士革エ藝)，用来制备金属内连线，例如，铜或钨导线，以及金属插塞，例如，钨插塞。而上述的金属内连线以及金属插塞可以用来电连接各层金属层。 传统化学机械抛光エ艺包含固定及旋转一半导体基板，所述的半导体基板包含有一半导体层。所述的基板会被按压在一湿润的抛光面，而且处于ー化学、抛光、压カ以及温度条件都受控制的环境。这边所提到的「半导体基板」指任何含有半导体物质的结构，包含半导体材料的块材，例如，半导体晶片，以及半导体层，所述的半导体层或可単独存在，或可与其它材料相组合。上述的抛光面通常是指ー含有多孔性聚合物的抛光垫表面，举例来说，所述的多孔聚合物可以是聚氨脂(polyurathane, PU)或其它合成橡胶。一包含有抛光试剂的抛光衆料，抛光试剂的组成可以是氧化招(alumina)或氧化娃(silica),并且可当作抛光物质。此外，抛光浆料可包含特定的化学物质，在抛光过程中，所述的化学物质可与基板上的不同表面反应。因为所述的抛光过程结合了机械作用カ以及化学作用力，因此可制备出具有高度平整性的表面。但是，化学机械抛光エ艺可能会造成半导体基板表面的污染。所述的污染可来自于抛光浆料中的抛光颗粒，例如，氧化铝或ニ氧化硅，或添加于抛光浆料的化学物质。此外，所述的些污染物可能包含抛光浆料与抛光表面反应后的产物。于抛光的过程中，来自于抛光垫的小碎片也有吸附于半导体基板表面的趋势。所述的些污染物可能会在接续的半导体エ艺前被移除，增加组件的可靠度以及避免产生影响エ艺良率的缺陷。因此，目前已发展出化学机械抛光后清洗溶液，用来去除附着于基板表面的剰余物。一般来说，当钨化学机械抛光エ艺结束吋，晶片表面至少仍含有两部分需被清洗的区域。举例来说，大部分晶片的表面是介电质成分的盖层，例如，碳化硅(SiC)表面或氧化硅表面，而剩下的区域则是经抛光后才暴露出的金属表面，例如，钨插塞或金属内连线。上述两部分区域的表面都可能会被浆料剩余物及/或聚合物污染，而所述的浆料剩余物及/或聚合物必须经过钨化学机械抛光后清洗エ艺去除。已经知道四甲基氢氧化铵(tetramethylammonium hydroxide,TMAH)以及氢氟酸(hydrofluoric acid,HF)的混合物可以被使用于钨化学机械抛光后清洗エ艺。但是，所述的清洗溶液对于碳化硅表面具有较差的清洗能力。经过实时缺陷分析仪(Real-time Defect Analysis, RDA)的检测,可以观察到浆料剩余物及/或聚合物通常会存在于抛光后的碳化硅表面，就算是所述抛光后的碳化硅表面已经过含有四甲基氢氧化铵/氢氟酸的混合物处理过。因此，有必要改进钨化学机械抛光后清洗溶液，借由有效地移除位于碳化硅表面或位干与碳化硅具有相似表面特性的抛光后介电质表面上的浆料剩余物及/或聚合物。
技术实现思路
根据本专利技术的优选实施例，提供ー种钨化学机械抛光后清洗方法，包含有进行ー鹤化学机械抛光エ艺，形成一晶片表面，其特征在于晶片表面至少包含一介电层表面以及ー钨金属表面，而且于所述的晶片表面上剰余有抛光颗粒及/或聚合物污染物，以及利用一只含有羧酸及水的清洗溶液去除剰余于所述的晶片表面的抛光颗粒及/或聚合物污染物。根据本专利技术的另ー优选实施例，提供钨化学机械抛光后清洗溶液组成，其特征在于，所述的羧酸选自以下的群组(I)单羧酸(monocarboxyl ic acids) ； (2) ニ羧酸(,dicarboxylic acids) ； (3)三羧酸(tricarboxylic acids) ； (4)多戒酸、polycarboxylicacids) ； (5)轻基羧酸(hydroxycarboxylic acids) ； (6)上述羧酸的盐类；以及(7)任何以上的组合。所述的钨化学机械抛光后清洗溶液可在不添加任何化学添加剤，例如，界面活性齐U、蚀刻抑制剂、酸碱值调整剂或螯合剂的条件下而仍有效发挥其清洗效能。因此，根据此优选实施例，可简单地制备出所述的钨化学机械抛光后清洗溶液而且具有成本上的竞争优势。根据本专利技术的另ー优选实施例，提供ー种钨化学机械抛光后清洗方法，包含有(I)进行ー鹤化学机械抛光エ艺，形成一晶片表面，其特征在于所述的晶片表面至少包含一暴露出的碳化硅表面以及ー钨金属表面；(2)借由只含有羧酸及水的清洗溶液湿润所述的暴露出的碳化硅表面；(3)借由所述的清洗溶液或去离子水冲洗及/或刷洗所述的暴露出的碳化硅表面；以及(4)将所述的晶片表面干燥。其特征在于，所述暴露出的碳化硅表面在借由所述的只含有羧酸及水的清洗溶液湿润后，所述晶片表面可形成一悬浮液膜，而且所述的悬浮液膜是ー接触所述晶片表面的含水薄膜，包含悬浮的聚合物或微颗粒。一个或多个悬浮的聚合物会被所述的羧酸包围起来，并且在所述的清洗溶液中形成微胞状结构。根据本专利技术的另ー种钨化学机械抛光后清洗方法，包含有(I)进行ー钨化学机械抛光エ艺，形成一晶片表面，其特征在于，所述的晶片表面至少包含一疏水性表面以及ー钨金属表面；以及(2)借由只含有有机酸及水的清洗溶液湿润所述的疏水性表面，使所述疏水性表面改变成亲水性表面。所述的疏水性表面可包含碳化硅表面、氮化硅表面或碳表面。而且有机酸可在水溶液中水解，产生羧基(-C00H)及/或羧酸根离子(_C00_)。所述的有机酸包含有羧酸。附图说明图IA及图IB是鹤摘塞エ艺中局部集成电路晶片的中间体结构首I]面不意图。图2是亲油性的碳化硅表面吸附聚合物颗粒的示意图。图3是简化的清洗机构示意图。其中，附图标记说明如下2 氧化硅层4 碳化硅盖层4a 表面6 开ロ8剩余物10介电层堆叠结构12钨金属膜14结构20碳化硅膜22不饱和碳硅键30聚合物污染物 40ニ羧酸50微胞状结构60水层100清洗液具体实施方式 图IA及图IB是根据本专利技术的优选实施例的钨插塞エ艺中局部集成电路晶片的中间体结构剖面示意图。首先，进行一光刻蚀刻エ艺，蚀刻开ロ 6至位于基板(图未示)内的 介电层堆叠结构10，其特征在于开ロ 6可当作接触洞。介电层堆叠结构10可包含氧化硅(silicon oxide)层2以及碳化娃(silicon carbide)盖层4。举例来说,氧化娃层2可以从四こ基正娃酸盐(tetraethylorthosilicate, TE0S)制备而得，或是包含硼磷掺杂娃玻璃(borophosphosilicate glass, BPSG)。碳化娃盖层4可当作鹤插塞隔绝エ艺的化学机械抛光停止层，而且碳化硅盖层4或许也可以当作干蚀刻エ艺的蚀刻停止层。一般来说，碳化硅盖层4沈积于氧化硅层2的上，而且在进行开ロ 6 (接触洞)的干蚀刻エ艺前，所述的碳化硅盖层4的厚度大概是10-300納米。在形成开ロ 6 (接触洞)后，沈积ー层钨金属膜本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.23 US 13/069,4081.ー种钨化学机械抛光后清洗方法，其特征在于包含 进行ー钨化学机械抛光エ艺，形成一晶片表面，其特征在于所述的晶片表面至少包含一介电层表面以及ー钨金属表面，而且在所述的晶片表面上剰余有抛光颗粒及/或聚合物污染物；以及 使用一只含有羧酸及水的清洗溶液去除所述晶片表面上剰余的所述的抛光颗粒及/或聚合物污染物。2.ー种钨化学机械抛光后清洗溶液组成，其只包含(I)羧酸；以及(2)去离子水。3.根据权利要求2所述的钨化学机械抛光后清洗溶液組成，其特征在干，所述的羧酸选自以下的群组(I)单羧酸；⑵ニ羧酸；(3)三羧酸；(4)多羧酸；(5)羟基羧酸；(6)上述羧酸的盐类；以及(7)任何以上的组合。4.根据权利要求3所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成，其特征在于，所述的单羧酸包含有苯甲酸或丙烯酸。5.根据权利要求4所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成，其特征在于，所述的钨化学机械抛光后清洗溶液是重量百分比O. 3%的苯甲酸以及重量百分比99. 7%的去离子水所组成。6.根据权利要求4所述的钨化学机械抛光后清洗溶液組成，其特征在干，所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成是重量百分比O. 2 %的丙烯酸以及重量百分比99. 8 %的去离子水所组成。7.根据权利要求3所述的钨化学机械抛光后清洗溶液組成，其特征在干，所述的ニ羧酸包含有草酸、丙ニ酸、丁ニ酸、戊ニ酸、己ニ酸、马来酸或反丁烯ニ酸。8.根据权利要求7所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成，其特征在于，所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成是重量百分比O. 1%的草酸以及重量百分比99. 9%的去离子水所组成。9.根据权利要求7所述的钨化学机械抛光后清洗溶液組成，其特征在干，所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成是重量百分比O. I %的马来酸以及重量百分比99. 8 %的去离子所水组成。10.根据权利要求3所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成，其特征在于，所述的三羧酸包含有朽1檬酸。11.根据权利要求3所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成，其特征在于，所述的多羧酸包含有聚丙烯酸。12.根据权利要求11所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成，其特征在于所述的钨化学机械抛光后清洗溶液是重量百分比O. 4%的聚丙烯酸以及重量百分比99. 6%的去离子水所组成。13.根据权利要求3所述的钨化学机械抛光后清洗溶液组成，其特征在于所述的羟基羧酸包含有朽1檬酸。14.根据权利要求13所述的钨化学机械抛光后清洗溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：李红旗，阿努拉格·金达尔，吕瑾，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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