氧化剂用于半导体晶片处理的用途、为此的组合物的用途以及组合物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及至少一种选自过酸类的氧化剂在用于半导体晶片处理(具体是用于半导体晶片的清洁和化学机械抛光)的组合物中的用途。本发明还涉及一种组合物的用途以及因此涉及该组合物。使用本发明的氧化剂导致一种良好的效应同时限制/避免了衬底的腐蚀。
【专利说明】氧化剂用于半导体晶片处理的用途、为此的组合物的用途 W及组合物
[0001] 本申请是申请日为2008年4月11日、申请号为200880018476. 0、发明名称为"氧 化剂用于半导体晶片处理的用途、为此的组合物的用途W及组合物"（PCT/EP2008/054443， 进入国家阶段日期2009年12月1日）之申请的分案申请。
[0002] 本申请要求于2007年4月13日提交的欧洲专利申请号07106168. 3的权益，该申 请通过引用结合在此。
【技术领域】
[0003] 本发明涉及用于半导体晶片处理（具体是用于半导体晶片的清洁和化学机械抛 光）的氧化剂的用途。本发明还涉及一种组合物的用途W及因此涉及该组合物。
【背景技术】
[0004] 那些半导体晶片W及金属层的处理经常需要使用清洁组合物来去除污染物，如有 机物、小颗粒、重金属W及其他来自半导体晶片和金属层表面的残余物。
[0005] 化学机械平面化（CM巧法还通常用在半导体工业中。确实，在集成电路中的半导 体晶片、介电层、导线W及绝缘材料的表面必须要抛光W达到一定程度的平面性，该对于获 得一个高密度的集成电路是非常重要的。例如，在沉积了多个金属互连层之后，经常将CMP 用于使半导体衬底平面化。
[0006] 对于使用含有作为氧化剂的过氧化氨的清洁和CMP组合物是已知的。令人遗憾的 是，使用此类组合物可导致半导体晶片和金属层的表面的腐蚀。因此已开发了清洁和CMP 组合物、连同清洁和CMP方法W阻止在半导体晶片处理过程中的腐蚀。
[0007] 例如，美国专利申请号2002/0020432披露了一种用于清洁半导体晶片表面的方 法，该方法通过使用基于过氧化氨、氨W及水的一个典型清洁溶液同时控制晶片的温度 (在室温与45C之间）W及清洁溶液的温度（在OC与45C之间）来防止覆盖半导体晶片 的娃化物层腐蚀。
[000引向组合物中加入腐蚀抑制化合物也是已知的。例如，美国专利申请号 2005/0261151披露了用于半导体晶片处理的水性抑制腐蚀的清洁组合物，该组合物基于过 氧化氨并且含有作为馨合剂（该馨合剂与被清洁的金属层结合并且抑制其腐蚀）的一种化 咯化合物。
[0009] 尽管有了该些已知的用于半导体晶片处理的清洁和CMP组合物，对于显示出良好 效应同时限制/避免了衬底的腐蚀的清洁和CMP组合物仍继续存在着一种需要。确实，基 于过氧化氨的组合物对半导体晶片和金属层表面的腐蚀性（特别对娃）正在越来越大地成 为一个问题。此外，使用基于过氧化氨的组合物提出了关于组合物稳定性W及关于在CMP 中的清洁和抛光性能的问题。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供用于配制用于半导体晶片处理的新型组合物的新型氧化剂， 此类组合物显示出良好的清洁和/或抛光效应同时限制/避免了衬底的腐蚀。
[0011] 本发明因此涉及至少一种氧化剂在用于半导体晶片处理的组合物中的用途，该氧 化剂是选自过酸类、尤其是选自下组，其构成为：过酸醋类W及醜亚胺-焼-过駿酸类。本 发明还涉及用于半导体晶片处理的包含至少一种氧化剂的一种组合物的用途，该氧化剂是 选自过酸类、尤其是选自下组，其构成为：过酸醋类W及醜亚胺-焼-过駿酸类；还涉及在 半导体晶片处理中使用的包括至少一种氧化剂的一种组合物，该氧化剂是选自过酸类、尤 其是选自下组，其构成为：过酸醋类W及醜亚胺-焼-过駿酸类。
[0012] 在本发明中，半导体晶片处理通常包括晶片的清洁和/或化学机械平面化（CMP) 的步骤。
[0013] 本发明的实质性特征之一在于降低了在半导体晶片处理中使用的过氧化氨的量 而没有削弱该种处理的效应。该一点的实现是通过使用过酸类，尤其是过酸醋类和/或醜 亚胺-焼-过駿酸类，来取代全部的或至少一部分的通常在半导体晶片处理组合物中使用 的过氧化氨，由此使之有可能与典型的组合物相比降低了过氧化氨的浓度。的确已发现，过 酸类是用于半导体晶片处理的有效的氧化剂。还已发现与过氧化氨相比过酸类引起一种更 低的衬底腐蚀。此外，已经发现，与只含有过氧化氨作为氧化剂的那些组合物相比，过酸类 允许制备具有延长的保质期的半导体晶片处理组合物。
[0014] 术语"过酸"是指一种含有至少一个-COOOH基团的化合物。
[0015] 根据本发明的半导体晶片处理组合物中存在的过酸可W是所存在的唯一的氧化 齐U。该过酸还可W存在于和其他常见的氧化剂类（例如过氧化氨）的组合中。优选地，过 酸是与过氧化氨相结合而使用。
[0016] 取决于它预期的用途，过酸在该组合物中可W存在的量是至少0.01 % w/w，具体 是至少0. 1% w/w，例如大约1% w/w。总体上该组合物中存在的过酸的量是最多40% w/w， 优选最多30% w/w，例如大约20% w/w。
[0017] 在本发明中，用于半导体晶片处理的组合物中存在的氧化剂的总量通常是从0.01 到 40% w/w。
[0018] 在本发明中使用的组合物通常是液体。液体组合物可W是水性的。可替代地，它 们可W是非水性的。液体组合物可W是溶液或息浮液。
[0019] 含有过酸类的组合物的保质期通常是比含有过氧化氨作为单独氧化剂的组合物 的保质期更长。W下进一步说明该一论述。
[0020] 根据本发明，该过酸优选地是选自下组，其构成为；醜亚胺-焼-过駿酸类W及过 酸醋类。
[0021] 醜亚胺-焼-过駿酸类被披露在例如SOLVAY SOLEXIS S. P. A所拥有的欧洲专利 申请EP 0 325 288 W及 SOLVAY SOLEXIS S.P. A提交的国际专利申请WO 2004/007452 中， 两者都通过引用将其全部内容结合在此。
[0022] 具体而言，此类醜亚胺-焼-过駿酸具有W下通式（I):
[0023]
【权利要求】
1. 至少一种选自过酸酯的氧化剂在用于半导体晶片处理的组合物中的用途， 其中所述过酸酯具有以下化学式： 其中：
R代表具有1到4个碳原子的烷基，并且n是从1到4。
2. 根据权利要求1所述的用途，其中所述过酸酯是过己二酸单甲酯、过戊二酸单甲酯 以及过琥珀酸单甲酯的混合物，该混合物的主要组分是过戊二酸单甲酯。
3. -种用于半导体晶片处理的组合物，包含至少一种选自过酸酯的氧化剂， 其中所述过酸酯具有以下化学式：
其中： R代表具有1到4个碳原子的烷基，并且n是从1到4。
4. 根据权利要求3所述的组合物，其中至少一种氧化剂选自如权利要求2所述的过酸 酯。
5. 根据权利要求3所述的组合物，其中所述组合物为溶液形式。
6. 根据权利要求3-5中任一项所述的组合物，其中所述组合物为浆料形式并且还包含 磨料颗粒。
7. 根据权利要求3-6中任一项所述的组合物，其中在所述组合物中存在的氧化剂的总 量是从 〇? Ol % w/w 到 40% w/w。
8. 根据权利要求3-7中任一项所述的组合物，其中所述组合物还包含至少一种选自： 螯合剂、稳定剂、分散剂、腐蚀抑制剂、增稠剂、pH控制剂的材料或它们的混合物。
9. 根据权利要求3-8中任一项所述的组合物用于半导体晶片处理的用途。
10. 根据权利要求9所述的用途，其中所述处理包括通过使所述组合物与所述半导体 晶片的表面接触而进行的晶片清洁。
11. 根据权利要求9或10所述的用途，其中所述处理包括表面的化学机械平面化 (CMP)，该平面化包括使所述组合物与有待抛光的表面接触并且通过引起有待抛光的表面 与另一个抛光表面之间的摩擦来抛光该表面。
12. 根据权利要求11所述的用途，其中所述CMP是在半导体衬底上的金属层上进行的， 该金属选自铝、铜、钨、钛、它们的合金以及它们的混合物。
【文档编号】C11D3/39GK104356948SQ201410455973
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2008年4月11日 优先权日:2007年4月13日
【发明者】于尔根·博塞, 罗科·阿莱西奥, 史蒂夫·多布森, 海因茨-约阿希姆·贝尔特 申请人:索尔维公司