发明名称 于铜配线施以化学机械抛光后清洗半导体晶片的方法
摘要 半导体基板(3)积体化的高速逻辑电路需要铜配线(l),其系经由化学机械抛光形成图案,其中使用0.0001-0.5重量百分比之氨水、阴极电解质或包含氢的水从所得半导体构造的主表面刷去抛光粒子而不损伤铜配线,且之后,藉由使用包含去污剂的洗涤液将金属污染物例如铜除去,也同样不损伤铜配线,其中去污剂系选自于聚羧酸、其铵盐与聚胺羧酸。(图l)
申请公布号 TW414966 申请公布日期 2000.12.11
申请号 TW088108424 申请日期 1999.05.20
申请人 电气股份有限公司 发明人 山崎达也;青木 秀充
分类号 H01L21/304;H01L21/321 主分类号 H01L21/304
代理机构 代理人 周良吉 台北市长春路二十号三楼号十楼
主权项 1. 一种清洗半导体晶片的方法,其中半导体晶片在 化学机械抛光后具有铜层(1)露出于其表面(2),该方 法包 含以下步骤: a) 以第1洗涤液处理该半导体晶片(1/2/3/4;31), 以从该半导体晶片除去抛光粒子(6)而不损伤该铜 层;与 b) 以第2洗涤液处理该半导体晶片,以从该半导体 晶 片除去金属污染物(5/7/8), |_其|_特|_徵|_为 该第1洗涤液系选自于由包含0.0001-0.5重量百分比 之氨的氨水、介于中性与弱硷性之间的阴极电解 质与包含 氢的水所构成的族群,与 该第2洗涤液包含至少一种去污剂系选自于由可与 铜 产生螯合化合物的聚羧酸、该聚羧酸的铵盐与聚 胺羧酸所 构成的族群。2. 如申请专利范围第1项所述之方法 ,其中在该化学 机械抛光时使用一抛光研浆,该抛光研浆包含该抛 光粒子 与至少一氧化剂,而成为至少其中一该金属污染物 的污染 源。3. 如申请专利范围第2项所述之方法,其中将 该抛光 粒子(6)从该半导体晶片(1/2/3/4)刷去,且该第1洗涤 液 使该抛光粒子与该表面带负电。4. 如申请专利范 围第1项所述之方法,其中该阴极电 解质系经由在纯水或含有等于或低于0.5重量百分 比之氨 的氨水中电解所产生。5. 如申请专利范围第4项所 述之方法,其中该阴极电 解质包含该氨0.0005-0.01重量百分比。6. 如申请专 利范围第1项所述之方法,其中该包含氢 的水系经由通氢气至纯水或含有等于或低于0.5重 量百分 比之氨的氨水中所产生。7. 如申请专利范围第6项 所述之方法,其中该包含氢 的水包含0.1-10ppm的氢。8. 如申请专利范围第7项所 述之方法,其中该包含氢 的水尚包含该氨0.0005-0.01重量百分比。9. 如申请 专利范围第1项所述之方法,其中该聚羧酸 为草酸、柠檬酸、D-酒石酸、L-酒石酸、丙二酸、 苹果 酸、顺丁烯二酸与琥珀酸。10. 如申请专利范围第 9项所述之方法,其中该铵盐 为该草酸、该柠檬酸、该D-酒石酸、该L-酒石酸、 该丙二 酸、该苹果酸、该顺丁烯二酸与该琥珀酸的盐。 11. 如申请专利范围第1项所述之方法,其中当参考 电极系以以氯化银形成时,该阴极电解质与该包含 氢的水 的氧化还原电位在-1000mV与-300mV之间。12. 如申请 专利范围第3项所述之方法,其中该表面 (2)系以绝缘材料所形成,该绝缘材料系选自于由氧 化 矽、苯并环丁烯、聚对亚苯基二甲基-N、CYTOP、乾 凝 胶、HSQ与包含过氧化氢之基于甲基矽烷的复合材 料所构 成的族群中的一个材料。13. 如申请专利范围第1 项所述之方法,其中将该第2 洗涤液供应至该铜层(1)所露出的该半导体晶片的 主表 面,与将包含氢氟酸与过氧化氢的第3洗涤液供应 至该半 导体晶片(3)的背面。14. 如申请专利范围第13项所 述之方法,其中将该氢 氟酸、该过氧化氢与水调整为1-10:1-10:200。15. 如 申请专利范围第1项所述之方法,其中在该步骤b) 中使用离心喷洒清洗技术。16. 一种清洗半导体晶 片(21/22/23a/23b/24/25)的 方法,其中半导体晶片在化学机械抛光后具有钨层 (25)露 出于其表面(22),该方法包含以下步骤: a) 以第1洗涤液处理该半导体晶片,以从该半导体 晶 片除去抛光粒子(26a/26b)而不损伤该钨层;与 b) 以第2洗涤液处理该半导体晶片,以从该半导体 晶 片除去金属污染物(27a/27b), |_其|_特|_徵|_为 该第1洗涤液系选自于由包含0.0001-5重量百分比之 氨的氨水、介于中性与弱硷性之间的阴极电解质 与包含氢 的水所构成的族群,与 该第2洗涤液包含至少一种去污剂系选自于由0.01 重 量百分比至7重量百分比范围之草酸、草酸铵与聚 胺羧酸 所构成的族群。17. 如申请专利范围第16项所述之 方法,在该化学机 械抛光时曾使用抛光研浆,其包含该抛光粒子(26a/ 26b) 与至少一氧化剂,而成为至少其中一该金属污染物 (27a/27b)的污染源。18. 如申请专利范围第17项所述 之方法,其中将该抛 光粒子(26a/26b)从该半导体晶片刷去,且该第1洗涤 液使 该抛光粒子与该表面带负电。19. 如申请专利范围 第16项所述之方法,其中该阴极 电解质系经由在纯水或包含等于或低于5重量百分 比之氨 的氨水中电解所产生。20. 如申请专利范围第16项 所述之方法,其中该包含 氢的水系经由通氢气至纯水或包含等于或低于5重 量百分 比之氨的氨水中所产生。21. 如申请专利范围第18 项所述之方法,其中该表面 (22)系以绝缘材料所形成,该绝缘材料系选自于由 氧化 矽、苯并环丁烯、聚对亚苯基二甲基-N、CYTOP、乾 凝 胶、HSQ与包含过氧化氢之基于甲基矽烷的复合材 料所构 成的族群中的一个材料。22. 如申请专利范围第16 项所述之方法,其中将该第 2洗涤液供应至该钨层(25)所露出的该半导体晶片 的主表 面,与将包含氢氟酸与过氧化氢的第3洗涤液供应 至该半 导体晶片的背面。23. 如申请专利范围第22项所述 之方法,其中将该氢 氟酸、该过氧化氢与水调整为1-10:1-10:200。24. 如 申请专利范围第16项所述之方法,其中在该步 骤b)中使用离心喷洒清洗技术。
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