发明名称 用于汽提来自含铜结构之半导体基板之残渣的含1 ,3-二羰基化合物钳合剂及铜腐蚀抑制剂之配方
摘要 一种半导体晶圆清洁配方,包括2-98重量百分比之有机胺、0-50重量百分比之水、0.1-60重量百分比之1,3-二羰基化合物钳合剂、0-25重量百分比之额外的不同钳合剂、0.5-40重量百分比之含氮羧酸或亚胺、及2-98重量百分比之极性有机溶剂。此配方在光阻剂电浆灰化步骤之后自晶圆移除残渣为有用的,诸如自包含精细铜互连结构之半导体晶圆移除无机残渣。
申请公布号 TWI243861 申请公布日期 2005.11.21
申请号 TW090130319 申请日期 2001.12.07
申请人 尖端科技材料公司 发明人 威廉.A.沃杰特札克;马.F.塞乔;朗.H.盖耶恩;大卫.D.伯恩哈德
分类号 C23G5/036;C11D9/04 主分类号 C23G5/036
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路3段346号1112室;宿希成 台北市松山区南京东路3段346号1112室
主权项 1.一种半导体晶圆之清洁配方,系使用于电浆灰化 后之半导体制造中,其包括在所示之重量百分比( 以配方之总重量计)范围内之下列成份: 有机胺 2-98% 水 0-50% 1,3-二羰基化合物钳合剂 0.1-60% 额外的不同钳合剂 0-25% 含氮羧酸或亚胺 0.5-40% 极性有机溶剂 2-98% 总计 100%。 2.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中,该有机 胺包括选自包括下列之化合物: 五甲基二伸乙三胺(PMDETA) 5-95% 三乙醇胺(TEA) 5-95%。 3.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中,该1,3-二 羰基化合物钳合剂包括选自包括下列之化合物: 2,4-戊二酮 2-90% N,N-二甲基乙醯乙醯胺 2-90% 乙醯乙酸甲酯 15-70% 丙二酸二甲酯 10-48.3%。 4.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中该含氮羧 酸或亚胺包括选自包括下列之化合物: 亚胺二乙酸(IDA) 0.5-2.5% 甘氨酸 0.5-2.5% 氮基三乙酸(NTA) 0.5-2.5% 1,1,3,3-四甲胍(TMG) 0.5-2.5%。 5.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中,该极性 有机溶剂包括选自包括下列之溶剂种类: 乙二醇 0-74% N-甲基咯啶酮(NMP) 0-49% 四氢吩 0-10%。 6.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中,该额外 的不同钳合剂包括选自包括下列之种类: 咯啶二硫基胺基甲酸铵 0-25% 胺基甲酸铵 0-15% 草酸铵 0-15% 硫氰酸铵 0-15% 硫代硫酸铵 0-15% 三氟乙酸 0-12%。 7.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中,该有机 胺包括选自包括下列之种类: 单乙醇胺 二甘醇胺 五甲基二伸乙三胺(PMDETA) 三乙醇胺(TEA) 二双环(2.2.2)辛烷 二伸乙三胺 3,3'-亚胺双(N,N-二甲基丙胺) N-甲基咪唑 四伸乙五胺 三伸乙四胺 三甲氧乙氧乙胺 二乙醇胺 甲基二乙醇胺 四甲基己二胺 N,N-二乙基乙醇胺。 8.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中,该1,3-二 羰基化合物钳合剂包括选自包括下列之化合物: 2,4-戊二酮 乙醯乙酸甲酯 丙二酸二甲酯 N-甲基乙醯乙醯胺 N,N-二甲基乙醯乙醯胺 乙醯乙醯胺 丙二醯胺。 9.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中,该含氮 羧酸或亚胺系选自包括: 亚胺二乙酸(IDA) 甘氨酸 氮基三乙酸(NTA) 1,1,3,3-四甲胍(TMG) CH3C(=NCH2CH2OH)CH2C(O)N(CH3)2 CH3C(=NCH2CH2OCH2CH2OH)CH2C(O)N(CH3)2 CH3C(=NH)CH2C(O)CH3 (CH3CH2)2NC(=NH)N(CH3CH2)2 HOOCCH2N(CH3)2 HOOCCH2N(CH3)CH2COOH。 10.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中,该有机 胺包括选自包括下列之化合物: 五甲基二伸乙三胺(PMDETA) 5-95% 三乙醇胺(TEA) 5-95% 该1,3-二羰基化合物钳合剂包括选自包括下列之化 合物: 2,4-戊二酮 2-90% N,N-二甲基乙醯乙醯胺 2-90% 乙醯乙酸甲酯 15-70% 丙二酸二甲酯 10-48.3% 该含氮羧酸或亚胺包括选自包括下列之化合物: 亚胺二乙酸(IDA) 0.5-2.5% 甘氨酸 0.5-2.5% 氮基二乙酸(NTA) 0.5-2.5% 1,1,3,3-四甲胍(TMG) 0.5-2.5% 及该极性有机溶剂包括选自包括下列之溶剂种类: 乙二醇 0-74% N-甲基咯啶酮(NMP) 0-49% 四氢吩 0-10%。 11.如申请专利范围第1项之清洁配方,其包括化学 式如下之钳合剂: X-CHR-Y,其中 R为氢或脂族基团,及 X及Y为具有拉电子性质之包含多重键结基团的官 能基。 12.如申请专利范围第11项之清洁配方,其中,各X及Y 系分别选自CONH2、CONHR'CONR'R"、CN、NO2、SOR'、及SO2Z ,其中R'及R"为烷基,及Z为氢、卤基、或烷基。 13.如申请专利范围第1项之清洁配方,其中,该含氮 羧酸具有以下之化学式: COOH-CH2-NRR' 其中,各R及R'系分别选自包括氢、烷基、芳基、及 羧酸。 14.一种半导体晶圆之制造方法,包括下列之步骤: 自晶圆之表面电浆蚀刻金属化层; 自晶圆之表面将光阻剂电浆灰化; 利用包括在所示之重量百分比(以配方之总重量计 )范围内之下列成份的半导体晶圆清洁配方来清洁 晶圆: 有机胺 2-98% 水 0-50% 1,3-二羰基化合物钳合剂 0.1-60% 额外的不同钳合剂 0-25% 含氮羧酸或亚胺 0.5-40% 极性有机溶剂 2-98% 总计 100%。 15.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该有机 胺包括选自包括下列之化合物: 五甲基二伸乙三胺(PMDETA) 5-95% 三乙醇胺(TEA) 5-95%。 16.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该1,3- 二羰基化合物钳合剂包括选自包括下列之化合物: 2,4-戊二酮 2-90% N,N-二甲基乙醯乙醯胺 2-90% 乙醯乙酸甲酯 15-70% 丙二酸二甲酯 10-48.3%。 17.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该含氮 羧酸或亚胺包括选自包括下列之化合物: 亚胺二乙酸(IDA) 0.5-2.5% 甘氨酸 0.5-2.5% 氮基三乙酸(NTA) 0.5-2.5% 1,1,3,3-四甲胍(TMG) 0.5-2.5%。 18.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该极性 有机溶剂包括选自包括下列之溶剂种类: 乙二醇 0-74% N-甲基咯啶酮(NMP) 0-49% 四氢吩 0-10% 19.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该额外 的不同钳合剂包括选自包括下列之化合物: 咯啶二硫基胺基甲酸铵 0-25% 胺基甲酸铵 0-15% 草酸铵 0-15% 硫氰酸铵 0-15% 硫代硫酸铵 0-15% 三氟乙酸 0-12%。 20.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该有机 胺包括选自包括下列之化合物: 五甲基二伸乙三胺(PMDETA) 单乙醇胺 二甘醇胺 三乙醇胺(TEA) 二双环(2.2.2)辛烷 二伸乙三胺 3,3'-亚胺双(N,N-二甲基丙胺) N-甲基咪唑 四伸乙五胺 三伸乙四胺 三甲氧乙氧乙胺 二乙醇胺 甲基二乙醇胺 四甲基己二胺 N,N-二乙基乙醇胺。 21.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该1,3- 二羰基化合物钳合剂包括选自包括下列之化合物: 2,4-戊二酮 N,N-二甲基乙醯乙醯胺 乙醯乙酸甲酯 丙二酸二甲酯 N-甲基乙醯乙醯胺 乙醯乙醯胺 丙二醯胺。 22.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该含氮 羧酸或亚胺包括选自包括下列之化合物: 亚胺二乙酸(IDA) 甘氨酸 氮基三乙酸(NTA) 1,1,3,3-四甲胍(TMG) CH3C(=NCH2CH2OH)CH2C(O)N(CH3)2 CH3C(=NCH2CH2OCH2CH2OH)CH2C(O)N(CH3)2 CH3C(=NH)CH2C(O)CH3 (CH3CH2)2NC(=NH)N(CH3CH2)2 HOOCCH2N(CH3)2 HOOCCH2N(CH3)CH2COOH。 23.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该有机 胺包括选自包括下列之化合物: 五甲基二伸乙三胺(PMDETA) 5-95% 三乙醇胺(TEA) 5-95% 该1,3-二羰基化合物钳合剂包括选自包括下列之化 合物: 2,4-戊二酮 2-90% N,N-二甲基乙醯乙醯胺 2-90% 乙醯乙酸甲脂 15-70% 丙二酸二甲酯 10-48.3% 该含氮羧酸或亚胺包括选自包括下列之化合物: 亚胺二乙酸(IDA) 0.5-2.5% 甘氨酸 0.5-2.5% 氮基三乙酸(NTA) 0.5-2.5% 1,1,3,3-四甲胍(TMG) 0.5-2.5% 及该极性有机溶剂包括选自包括下列之化合物: 乙二醇 0-74% N-甲基咯啶酮(NMP) 0-49% 四氢吩 0-10%。 24.如申请专利范围第14项之制造方法,其中,该配方 包括化学式如下之钳合剂: X-CHR-Y,其中 R为氢或脂族基团,及 X及Y为具有拉电子性质之包含多重键结基团的官 能基。 25.如申请专利范围第24项之方法,其中,各X及Y系分 别选自CONH2、CONHR'、CONR'R"、CN、NO2、SOR'、及SO2Z, 其中R'及R"为烷基,及Z为氢、卤基、或烷基。 26.如申请专利范围第14项之制造方法,其包括化学 式如下之含氮羧酸: COOH-CH2-NRR' 其中,各R及R'系分别选自包括氢、烷基、芳基、及 羧酸。 图式简单说明: 图1系有用于概括实行本发明之对铜特异之腐蚀抑 制剂的概略图式,此腐蚀抑制剂在铜金属上形成保 护层而防止腐蚀。 图2系被去离子水自铜表面冲洗掉之对铜特异之腐 蚀抑制剂的概略图式。
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