[发明专利]清洗液组合物

说明书

本发明的目的是提供半导体元件等电子器件的制造工序中，对实施了化学机械研磨(CMP)处理等的基板等的清洗有用的清洗液组合物。本发明涉及用于清洗具有Cu布线的基板的清洗液组合物，其中，包含1种或2种以上的碱性化合物以及1种或2种以上的含氮原子的杂环式单环芳香族化合物，氢离子浓度(pH)为8～11。

技术领域

本发明涉及用于具有Cu布线的基板的清洗的清洗液组合物、使用该清洗液组合物的半导体基板的制造方法及使用该清洗液组合物的溶解含Cu的有机残渣的方法。

背景技术

伴随着IC的高集成化，微量的杂质混入就会对器件的性能和成品率产生很大影响，因此要求严格的污染控制。即，要求严格控制基板的污染，为此在半导体基板制造的各工序中使用各种清洗液。

通常，作为半导体基板用清洗液，采用作为碱性清洗液的氨-过氧化氢水溶液-水(SC-1)来除去粒子污染，采用作为酸性清洗液的硫酸-过氧化氢水溶液、盐酸-过氧化氢水溶液-水(SC-2)、稀氢氟酸等来除去金属污染，各清洗液根据目的单独或组合使用。

另一方面，伴随器件的微细化和多层布线结构化的推进，各工序中要求基板表面的更致密的平坦化，半导体基板制造工序中作为新技术导入了化学机械研磨(CMP)技术，即，供给研磨粒子和化学药品的混合物浆料的同时，将晶片压在被称为抛光轮的研磨布，使其旋转，从而并用化学作用和物理作用，研磨绝缘膜和金属材料，进行平坦化。

特别是使用布线电阻比以往的Al低的Cu的最尖端的器件，进行采用镶嵌工艺的Cu布线形成。镶嵌工艺是在层间绝缘膜作为沟形成布线图案，使用溅射或电解电镀埋入Cu后，通过化学机械研磨除去不需要的覆盖Cu，形成布线图案的工艺。

CMP后的基板表面被浆料所含的氧化铝或二氧化硅、以氧化铈粒子为代表的粒子、或来源于者所研磨的表面的构成物质或浆料所含的药品的金属杂质污染。这些污染物会引发图案缺陷或密合性不良、电气特性的不良等，所以需要在进入下一工序之前完全除去。作为用于这些污染物的一般的CMP后清洗，进行并用清洗液的化学作用和采用聚乙烯醇制的海绵刷等的物理作用的毛刷清洗。作为清洗液，以往采用如氨等碱来除去粒子。此外，为了除去金属污染，专利文献1和专利文献2中提出了采用有机酸和配合剂的技术。

另外，作为同时除去金属污染和粒子污染的技术，专利文献3中提出了组合有机酸和表面活性剂的清洗液。但是，随着半导体元件的布线图案的微细化的推进，CMP后清洗中的Cu的腐蚀受到重视，酸性清洗液存在表面粗糙度的增大的问题。另一方面，碱性清洗液对于伴随布线的微细化而导入的低介电常数层间绝缘膜(low-k)材料造成破坏。

专利文献5中记载了包含羧酸、含胺化合物和膦酸的CMP后的半导体表面的清洗溶液，专利文献6中记载了包含碱成分和吸附防止剂的半导体晶片处理液，但都未对具有Cu布线的基板进行讨论。

作为清洗具有Cu布线的基板的组合物，专利文献7中记载了具有磺酸类聚合物的配合物，专利文献8中记载了包含防腐蚀溶剂化合物、有机共溶剂、金属螯合剂和水的清洗组合物，专利文献9中记载了包含螯合剂或其盐、碱金属氢氧化物和水的清洗液，但这些组合物均未讨论对low-k材料的破坏，也未对同时除去微粒和金属杂质进行讨论。专利文献10中记载了包含钝化low-k材料表面的钝化剂的清洗液，但需要除去由该钝化剂形成的钝化膜的工序。