专利名称：用于去除铜的氧化物蚀刻残余物和防止铜电沉积的含水酸性制剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于去除铜的氧化物蚀刻残余物和防止铜电沉积的微电子清洁组合物，且涉及使用该组合物清洁微电子衬底的方法。该组合物和方法特别有用于清洁光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革(Cu-dual damascene)微电子结构。
背景技术：
现有的微电子结构使用具有二氧化硅电介质的铝合金用于集成电路中的互连系统。多种清洁组合物被开发且可在后道(BEOL)令人满意地从该微电子衬底清洁蚀刻后残余物。然而，由于需要越来越小的几何形状以满足增加的速度和集成密度的需要，这些铝/ 二氧化硅互连系统已显示不适宜了。因此，已经开发出具有低_k电介质的铜-双大马士革结构代替铝/二氧化硅互连件。然而，这些Cu-双大马士革互连结构对BEOL清洁步骤提出了整套新的参数和问题。例如，当使用非常稀的基于HF的酸性水溶液在硅衬底上产生蚀刻后Cu-双大马士革结构时，表面的任何CuOx和Cu (OH) 2膜或残余物溶于酸性氟化物环境，从而根据以下反应式在溶液中产生大量的铜(Cu2+)离子。
权利要求
1.用于清洁Cu-双大马士革微电子结构的含水酸性清洁组合物，该组合物包含以下的制剂(a)约68. 45% 至约 98. 95%水;(b)约0.3%至约8%重量的至少一种烷醇胺或氨基苯酚；(c)约0.至约2%的至少一种金属螯合剂；(d)约0.05%至约1. 6%的至少一种四烷基氟化铵；(e)约0.至约5%的氟化氢；和(f)任选从大于0%至约15%的至少一种非离子表面活性剂，其包含环氧乙烷链或环氧乙烷/乙二醇链；其中该百分比为基于制剂总重量的重量百分比，且该组合物具有的PH为约4至约5. 5。
2.权利要求1所述的含水酸性清洁组合物，其包含以下的制剂(a)约69. 46% 至约 89. 5%水;(b)约3%至约8%重量的至少一种烷醇胺或氨基苯酚；(c)约至约2%的至少一种金属螯合剂；(d)约0.5%至约1. 6%的至少一种四烷基氟化铵；(e)约至约5%的氟化氢；和(f)任选约5%至约15%的至少一种非离子表面活性剂，其包含环氧乙烷链或环氧乙烷/乙二醇链。
3.权利要求1所述的含水酸性清洁组合物，其包含以下的制剂(a)约96. 86% 至约 98. 95%水;(b)约0.3%至约0. 8%重量的至少一种烷醇胺或氨基苯酚；(c)约0.至约0. 2%的至少一种金属螯合剂；(d)约0.05%至约0. 16%的至少一种四烷基氟化铵；(e)约0.至约0. 5%的氟化氢；和(f)任选从大于0%至约1.5%的至少一种非离子表面活性剂，其包含环氧乙烷链或环氧乙烷/乙二醇链。
4.权利要求3所述的含水酸性清洁组合物，其中该清洁组合物在制剂中另外包含还原剂，其量为约0. 5%至约20%重量，基于制剂中其它组分的总重量。
5.权利要求1所述的含水酸性清洁组合物，其中所述制剂包含水、单乙醇胺、1，2_环己烷二胺四乙酸、四甲基氟化铵、HF和下式的表面活性剂
6.权利要求2所述的含水酸性清洁组合物，其中所述制剂包含水、单乙醇胺、1，2_环己烷二胺四乙酸、四甲基氟化铵、HF和下式的表面活性剂
7.权利要求3所述的含水酸性清洁组合物，其中所述制剂包含水、单乙醇胺、1，2_环己烷二胺四乙酸、四甲基氟化铵、HF和下式的Surfynol 465表面活性剂
8.权利要求3所述的含水酸性清洁组合物，其中所述制剂中的还原剂包括抗坏血酸t
9.权利要求5所述的含水酸性清洁组合物，其中该制剂包含(a)约78%水;(b)约3.85%单乙醇胺；(c)约1.87%的1，2-环己烷二胺四乙酸；(d)约0.77%四甲基氟化铵；(e)约1. 2%的 HF ；禾口(f)约14.3%的下式的Surfyno 1 465表面活性剂
10.权利要求7所述的含水、酸性清洁组合物，其中该制剂包含(a)约98%水;(b)约0.35%单乙醇胺；(c)约0.17%的1，2-环己烷二胺四乙酸；(d)约0.07%四甲基氟化铵；(e)约0. 11% 的 HF ；和(f)约1.3%的下式的Surfynol465表面活性剂
11.权利要求10所述的含水酸性清洁组合物，其中该制剂另外包含约％重量的抗坏血酸，该重量基于制剂其它组分的总重量。
12.用于从光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构清洁铜蚀刻残余物的方法，其中该方法包括(a)提供具有至少一种光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构的微电子硅衬底晶片，该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构具有与该硅衬底的N+扩散区域电连接的通孔结构，和(b)将该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构暴露于根据权利要求1的清洁组合物。
13.用于从光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构清洁铜蚀刻残余物的方法，其中该方法包括(a)提供具有至少一种光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构的微电子硅衬底晶片，该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后Cu-双大马士革结构具有与该硅衬底的N+扩散区域电连接的通孔结构，知(b)将该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构暴露于根据权利要求3的清洁组合物。
14.用于从光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的具有CoWP金属覆盖的Cu-双大马士革微电子结构清洁铜蚀刻残余物的方法，其中该方法包括(a)提供具有至少一种光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构的微电子硅衬底晶片，该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后Cu-双大马士革结构具有与该硅衬底的N+扩散区域电连接的通孔结构且具有CoWP金属覆盖，和(b)将该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构暴露于根据权利要求4的清洁组合物。
15.用于从光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构清洁铜蚀刻残余物的方法，其中该方法包括(a)提供具有至少一种光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构的微电子硅衬底晶片，该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后Cu-双大马士革结构具有与该硅衬底的N+扩散区域电连接的通孔结构，知(b)将该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构暴露于根据权利要求5的清洁组合物。
16.用于从光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构清洁铜蚀刻残余物的方法，其中该方法包括(a)提供具有至少一种光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构的微电子硅衬底晶片，该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构具有与该硅衬底的N+扩散区域电连接的通孔结构，和(b)将该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构暴露于根据权利要求7的清洁组合物。
17.用于从光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的具有CoWP金属覆盖的Cu-双大马士革微电子结构清洁铜蚀刻残余物的方法，其中该方法包括(a)提供具有至少一种光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构的微电子硅衬底晶片，该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后Cu-双大马士革结构具有与该硅衬底的N+扩散区域电连接的通孔结构且具有CoWP金属覆盖，和(b)将该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构暴露于根据权利要求8的清洁组合物。
18.用于从光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构清洁铜蚀刻残余物的方法，其中该方法包括(a)提供具有至少一种光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构的微电子硅衬底晶片，该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构具有与该硅衬底的矿扩散区域电连接的通孔结构，和(b)将该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构暴露于根据权利要求10的清洁组合物。
19.用于从光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的具有CoWP金属覆盖的Cu-双大马士革微电子结构清洁铜蚀刻残余物的方法，其中该方法包括(a)提供具有至少一种光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构的微电子硅衬底晶片，该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革结构具有与该硅衬底的N+扩散区域电连接的通孔结构且具有CoWP金属覆盖，和(b)将该光致抗蚀剂灰化后、蚀刻后的Cu-双大马士革微电子结构暴露于根据权利要求11的清洁组合物。
20.形成权利要求3的组合物的方法，包括向1重量份的制剂添加约10重量份的水，该制剂包含(a)约69. 46% 至约 89. 5%水;(b)约3%至约8%重量的至少一种烷醇胺或氨基苯酚；(c)约至约2%的至少一种金属螯合剂；(d)约0.5%至约1. 6%的至少一种四烷基氟化铵；(e)约至约5%的氟化氢；和(f)约5%至约15 %的至少一种非离子表面活性剂，其包含环氧乙烷链或环氧乙烷/乙二醇链，其中该百分比为基于制剂总重量的重量百分比。
21.形成权利要求4的组合物的方法，包括(1)向1重量份的制剂添加约10重量份的水，该制剂包含(a)约69. 46% 至约 89. 5%水;(b)约3%至约8%重量的至少一种烷醇胺或氨基苯酚；(c)约至约2%的至少一种金属螯合剂；(d)约0.5%至约1. 6%的至少一种四烷基氟化铵；(e)约至约5%的氟化氢；和(f)约5%至约15 %的至少一种非离子表面活性剂，其包含环氧乙烷链或环氧乙烷/乙二醇链，其中该百分比为基于制剂总重量的重量百分比，和(2)向所述得到的混合物添加约0.5%至约20%重量的还原剂，该重量基于所得混合物中其它组分的总重量。
全文摘要
用于从Cu-双大马士革微电子结构去除铜的氧化物蚀刻残余物的高含水酸性清洁组合物，且其中该组合物防止或基本消除铜在Cu-双大马士革微电子结构上再沉积。
文档编号C11D1/72GK102177230SQ200980140203
公开日2011年9月7日 申请日期2009年10月6日 优先权日2008年10月9日
发明者格伦.韦斯特伍德, 洪性辰, 金相仁 申请人:安万托特性材料股份有限公司