用于化学机械研磨后(POST-CMP)钴衬底的清洗的组合物和方法与流程

本发明大体上涉及用于从上面有残留物和/或污染物的微电子装置清洗所述残留物和/或污染物的清洗组合物，其中所述组合物具有经改良的钴相容性。

背景技术：

1、微电子装置晶片用于形成集成电路且包括例如硅的衬底，在衬底中区域经图案化用以沉积具有绝缘、导电或半导电特性的不同材料。

2、为获得恰当的图案化，必须去除用于在衬底上形成层的过量材料。此外，为制造功能性且可靠的电路，在后续加工之前制备平整或平坦的微电子晶片表面很重要。因此，必需去除和/或研磨微电子装置晶片的某些表面。

3、化学机械研磨或平坦化(“cmp”)为一种从微电子装置晶片的表面去除材料，且通过联合物理方法(例如磨耗)与化学方法(例如氧化或螯合)研磨(更特定地说，平坦化)所述表面的方法。基本上，cmp涉及将浆料(例如在水溶液中含有活性化学物质的研磨剂的组合)施加到研磨垫，所述研磨垫对微电子装置晶片的表面进行抛光以实现去除、平坦化和研磨过程。物理与化学操作的协同组合实现快速、均匀去除。在集成电路的制造中，cmp浆料还应能够优先去除包含金属和其它材料的络合层的膜，从而可产生用于后续光刻、或图案化、蚀刻和薄膜处理的高度平坦的表面。在研磨之后获得在整个晶片表面中的良好均匀性的一个关键为使用针对所存在材料中的每一者具有恰当去除选择性的cmp浆料。

4、大多数处理操作(包括晶片衬底表面制备、沉积、电镀、蚀刻和化学机械研磨)需要清洗操作以确保微电子装置产品没有将另外以有害方式影响产品的功能或甚至致使微电子装置产物不可用于其预期功能的污染物。通常，这些污染物的粒子小于0.3 μm。这些残留物如果不去除，则可能对例如铜线造成损害或使铜金属化严重粗糙，以及造成装置衬底上的cmp后所施加的层粘着性不佳。

5、在本行业中持续需要提供从衬底有效地和选择性地去除各种残留物(例如cmp后残留物、刻蚀后残留物和灰化后残留物)的组合物和方法，特别是随着对经改良的装置性能和减小的装置尺寸和减小的装置特征尺寸的需求增加。组合物和方法应消除粒子和其它污染物，且不腐蚀或以其它方式损害例如钴的组分。

技术实现思路

1、本发明大体上涉及用于从上面有残留物和/或污染物的微电子装置清洗所述残留物和/或污染物的组合物和方法。所述残留物可包括cmp后、蚀刻后和/或灰化后残留物。有利地，本文中所描述的组合物相对于所属领域中先前所描述的组合物展示经改良的钴相容性。

2、在一个方面中，描述一种清洗组合物，所述组合物包含至少一种络合剂、至少一种清洗添加剂、至少一种ph调节剂、水和至少一种氧胺化合物或其盐。在一些实施例中，所述组合物进一步包含至少一种蚀刻剂、至少一种腐蚀抑制剂和/或至少一种还原剂。优选地，所述清洗组合物大体上不含含氟化物源、研磨材料和氢氧化四甲铵。

3、在另一方面中，描述从上面有残留物和污染物的微电子装置去除所述残留物和污染物的方法，所述方法包含使微电子装置与清洗组合物接触足以至少部分地从微电子装置清洗所述残留物和污染物的时间，其中所述清洗组合物包含至少一种络合剂、至少一种清洗添加剂、水、至少一种ph调节剂和至少一种氧胺化合物或其盐。在一些实施例中，所述组合物进一步包含至少一种蚀刻剂、至少一种腐蚀抑制剂和/或至少一种还原剂。优选地，所述清洗组合物大体上不含含氟化物源、研磨材料和氢氧化四甲铵。

4、其它方面、特征和优势将从随后公开内容和随附权利要求书更充分地显而易见。已发现相对于现有技术中的组合物，此类组合物可实现经改良的钴相容性。此类相容性例如在现代微电子装置工艺中的cmp后清洗中具有相当大的益处。

1.一种用于从上面有残留物和污染物的微电子装置清洗所述残留物和污染物的清洗组合物，所述清洗组合物包含

2.根据权利要求1所述的清洗组合物，其中所述络合剂包含选自由以下组成的群组的物种：氨基乙基乙醇胺、n-甲基氨基乙醇、氨基乙氧基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、二乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、单乙醇胺(mea)、三乙醇胺(tea)、异丙醇胺、二异丙醇胺、氨基丙基二乙醇胺、n,n-二甲基丙醇胺、n-甲基丙醇胺、1-氨基-2-丙醇、2-氨基-1-丁醇、异丁醇胺、三亚乙基二胺、4-(2-羟基乙基)吗啉(hem)、1,2-环己二胺-n,n,n',n'-四乙酸(cdta)、乙二胺四乙酸(edta)、间二甲苯二胺(mxda)、亚氨二乙酸(ida)、2-(羟基乙基)亚氨二乙酸(hida)、次氮基三乙酸、硫脲、1,1,3,3-四甲基脲、脲、脲衍生物、尿酸、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(hedp)、1,5,9-三氮杂环十二烷-n,n',n''-三(亚甲基膦酸)(dotrp)、1,4,7,10-四氮杂环十二烷-n,n,n'',n'''-四(亚甲基膦酸)(dotp)、次氮基三(亚甲基)三膦酸、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)(detap)、氨基三(亚甲基膦酸)、双(亚己基)三胺亚戊基膦酸、1,4,7-三氮杂环壬烷-n,n',n''-三(亚甲基膦酸) (notp)、羟基乙基二膦酸酯、次氮基三(亚甲基)膦酸、2-膦酰基-丁烷-1,2,3,4-四甲酸、羧基乙基膦酸、氨基乙基膦酸、草甘膦、乙二胺四(亚甲基膦酸)、苯基膦酸、草酸、丁二酸、顺丁烯二酸、苹果酸、丙二酸、己二酸、邻苯二甲酸、柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸铵、丙三羧酸、三羟甲基丙酸、酒石酸、葡萄糖醛酸、2-羧基吡啶、4,5-二羟基-1,3-苯二磺酸二钠盐和其组合。

3.根据权利要求1所述的清洗组合物，其中所述ph调节剂包含选自由以下组成的群组的物种：碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、氢氧化铵、氢氧化四甲铵(tmah)、氢氧化四乙基铵(teah)、氢氧化四丙基铵(tpah)、氢氧化四丁基铵(tbah)、氢氧化三丁基甲铵(tbmah)、氢氧化苄基三甲铵(btmah)、氢氧化胆碱、氢氧化乙基三甲铵、氢氧化三(2-羟基乙基)甲铵、氢氧化二乙基二甲铵、氢氧化四丁基鏻(tbph)、氢氧化四甲基鏻、氢氧化四乙基鏻、氢氧化四丙基鏻、氢氧化苄基三苯基鏻、氢氧化甲基三苯基鏻、氢氧化乙基三苯基鏻、氢氧化正丙基三苯基鏻和其组合。

4.根据权利要求1所述的清洗组合物，其中所述清洗组合物进一步包含至少一种蚀刻剂，其中所述蚀刻剂包含选自由以下组成的群组的物种：吗啉、二乙二醇胺、3-丁氧基丙胺、丙二醇单丁醚、羟乙基吗啉、羟丙基吗啉、氨基乙基吗啉、氨基丙基吗啉、五甲基二亚乙基三胺(pmdeta)、哌嗪、n,n-二甲基丙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、二乙胺、乙二胺、二亚乙基三胺、四亚乙基五胺、三亚乙基四胺、三甲基氨基乙基乙醇胺、三甲基氨基丙基乙醇胺和其组合。

5.根据权利要求1所述的清洗组合物，其中所述清洗组合物进一步包含至少一种腐蚀抑制剂，其中所述腐蚀抑制剂包含选自由以下组成的群组的物种：乙酸、丙酮肟、丙烯酸、己二酸、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、甜菜碱、二甲基乙二肟、甲酸、反丁烯二酸、葡糖酸、谷氨酸、谷氨酰胺、戊二酸、甘油酸、甘油、乙醇酸、乙醛酸、组氨酸、亚氨二乙酸、间苯二甲酸、衣康酸、乳酸、亮氨酸、赖氨酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、苹果酸、丙二酸、杏仁酸、2,4-戊二酮、苯乙酸、苯丙氨酸、邻苯二甲酸、脯氨酸、丙酸、邻苯二酚、苯均四酸、奎尼酸、丝氨酸、山梨糖醇、丁二酸、酒石酸、对苯二甲酸、偏苯三甲酸、苯均三酸、酪氨酸、缬氨酸、木糖醇、草酸、鞣酸、吡啶甲酸、1,3-环戊二酮、儿茶酚、邻苯三酚、间苯二酚、对苯二酚、三聚氰酸、巴比妥酸、1,2-二甲基巴比妥酸、丙酮酸、丙硫醇、苯甲羟肟酸、2,5-二羧基吡啶、4-(2-羟基乙基)吗啉(hem)、n-氨基乙基哌嗪(n-aep)、乙二胺四乙酸(edta)、1,2-环己二胺-n,n,n',n'-四乙酸(cdta)、n-(羟基乙基)-乙二胺三乙酸(hedta)、亚氨二乙酸(ida)、2-(羟基乙基)亚氨二乙酸(hida)、次氮基三乙酸、硫脲、1,1,3,3-四甲基脲、脲、脲衍生物、甘氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、哌啶、n-(2-氨基乙基)哌啶、吡咯烷、苏氨酸、色氨酸、水杨酸、对甲苯磺酸、水杨基羟肟酸、5-磺基水杨酸、三唑、氨基三唑、二甲基丙炔醇、月桂酰基肌氨酸、硬脂酰基肌氨酸、糖精和其组合。

6.根据权利要求1所述的清洗组合物，其中所述清洗组合物进一步包含至少一种还原剂，其中所述还原剂包含选自由以下组成的群组的物种：抗坏血酸、l(+)-抗坏血酸、异抗坏血酸、抗坏血酸衍生物、亚硫酸、亚硫酸铵、亚硫酸钾、亚硫酸钠、多巴胺hcl、亚磷酸、次膦酸、偏亚硫酸氢钾、偏亚硫酸氢钠、偏亚硫酸氢铵、羟胺、丙酮酸钾、丙酮酸钠、丙酮酸铵、甲酸、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铵、多巴胺、二氧化硫溶液和其组合。