[发明专利]自化学机械平坦化基板移除残留物的组合物及方法

说明书

本文阐述CMP后清洗溶液，及可用于自CMP基板移除残留物或防止残留物在CMP基板表面上形成的方法。

【技术领域】

本发明涉及化学机械平坦化(CMP)技术及相关组合物，尤其涉及在CMP制程步骤期间可用于防止残留物在CMP基板表面上形成或自CMP基板移除残留物的CMP组合物及方法。

【背景技术】

在微电子装置的领域中，包括集成电路、光学装置、记忆体装置、磁电组件及在电子、记忆体、光学及类似应用中所用的其他微装置或微装置组件的领域中，微电子装置通过在基板上沉积及移除材料组合的多个步骤来制备。在处理期间所施加的层的材料可为导电材料(例如，金属)、半导体材料(例如，基于硅的材料(例如，氧化硅))或聚合材料。微电子装置以将微电子结构层构建至基板上的方式，通过选择性施加及选择性移除基板表面上的这些材料来制备。在这些步骤之间，许多所施加的材料层通过平坦化或抛光基板最上部(表面)层的步骤来处理。在制造期间需要平面表面的微电子装置基板的实例包括用于产生集成电路的基板、记忆体磁碟、磁电微装置及诸如此类。置于微电子装置基板的表面上并自其移除的金属及半导体材料的实例尤其包括钨、钴、镍、铜、金属合金(例如，Al₂O₃、NiC、TiC)、氧化物(例如，二氧化硅)。在多种情况下，将导电材料(例如，金属，例如钨、铜或钴)置于基板上，以覆盖或填充先前在基板表面上制备的下伏结构(underlying structure)。放置导电材料层后，必须将该材料的过量部分(例如，“过载”)移除，以留下形成微电子装置的导电特征的剩余量的导电材料。

处理微电子装置基板表面的常用技术系通过化学机械平坦化(CMP)。尽管术语“平坦化”及“抛光”以及这些词语的其他形式具有不同内涵，但其经常互换使用，其中意指的含义通过使用术语的上下文来表达。为便于说明，在本文中将遵循此常见用法，且将使用术语“化学机械平坦化”及其缩写“CMP”来表达“化学机械处理”及“化学机械抛光”的更明确术语中的任一者。

在化学机械平坦化中，基板通过承载头或“载体”来保持(支持)，且基板的表面通常在磨料材料(例如，磨料浆液)的存在下经压靠在CMP垫的表面上。将垫安装在与基板表面相对的平台上，并通过使载体和基板、平台、或二者处于运动中，使通过载体保持的基板表面相对于垫表面移动。如有效且高效地自基板移除材料所期望的，浆液可含有化学材料及磨料颗粒的组合，使得基板表面与垫之间的运动在磨料颗粒、化学材料或二者的存在下引起期望量及类型的材料自基板表面移除，以理想地产生平面表面或抛光表面。用于自基板表面移除金属的典型浆液可包括大量液体载剂，化学材料及磨料颗粒溶解或分散于其中。磨料颗粒可具有用于自基板移除特定材料的大小及组成特征；实例颗粒可由氧化铝、氧化铈、二氧化硅(多种形式)或其他金属或金属氧化物材料构成或包含其。选择浆液的化学材料以达成期望的移除率及制成基板表面的最终形貌(例如，光滑度)，且浆液中化学材料的类型及量可取决于存在于基板表面上的材料的类型而定。化学材料的实例包括有机化学材料，其用作表面活性剂、氧化剂、有机抑制剂(控制移除率)、螯合试剂及含有有机基团的其他化学材料中的一种或多种。其他可能的化学材料包括pH调节剂(碱、酸)及杀生物剂(作为防腐剂)。