[发明专利]用于化学机械抛光后的非TMAH碱清洗液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于化学机械抛光后的非TMAH碱清洗液及其制备方法。本发明的种清洗液由下述原料制得，所述的原料包括下列质量分数的组分：0.01％‑25％的碱、0.01％‑30％的醇胺、0.001％‑1％的抗氧化物、0.01％‑10％的缓蚀剂、0.01％‑10％的螯合剂、0.01％‑5％的表面活性剂、和水，水补足余量。本发明的清洗液对铜、钴和钨缓蚀性优良、稳定性好、毒性小、生物兼容性强以及环保性较佳。

技术领域

本发明涉及一种用于化学机械抛光后的非TMAH碱清洗液及其制备方法。

背景技术

金属材料如铜，铝，钨等是集成电路中常用的导线材料。在制造器件时，化学机械抛光(CMP)成为晶片平坦化的主要技术。金属化学机械抛光液通常含有研磨颗粒、络合剂、金属腐蚀抑制剂、氧化剂等。其中研磨颗粒主要二氧化硅、三氧化二铝、掺杂铝或覆盖铝的二氧化硅、二氧化铈、二氧化钛、高分子研磨颗粒等。在金属CMP工序以后，晶片表面会受到金属离子以及抛光液中研磨颗粒本身的污染，这种污染会对半导体的电气特性以及器件的可靠性产生影响。这些金属离子和研磨颗粒的残留都会影响晶片表面的平坦度，从而可能降低器件的性能影响后续工序或者器件的运行。所以在金属CMP工艺后，去除残留在晶片表面的金属离子、金属腐蚀抑制剂以及研磨颗粒，改善清洗后的晶片表面的亲水性，降低表面缺陷是非常有必要的。

目前市场上的CMP后清洗液中主要成分为四甲基氢氧化铵(TMAH)，四甲基氢氧化铵具有强碱性、挥发性和毒性，生物兼容性差，环保性能差，且腐蚀性强，缓蚀性有待改善。

迫切需要开发可替代这种季铵碱的清洗液原料，且需要使清洗液在提高环保性能的同时，清洗性能、缓蚀性能和储存稳定性能有所改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有的清洗液中TMAH用量大导致的毒性大、生物兼容性差、环保性能差、腐蚀性强、缓蚀性差的缺陷，而提供了用于化学机械抛光后的非TMAH碱清洗液及其制备方法。本发明的清洗液避开了TMAH的使用，且具有缓蚀性优良、稳定性好、毒性小、生物兼容性强、环保性能佳等优势。

本发明主要是通过以下技术手段解决上述技术问题的。

本发明提供了一种清洗液，其由下述原料制得，所述的原料包括下列质量分数的组分：0.01％-25％的碱、0.01％-30％的醇胺、0.001％-1％的抗氧化物、0.01％-10％的缓蚀剂、0.01％-10％的螯合剂、0.01％-5％的表面活性剂、和水，水补足余量，所述的质量分数为各原料的质量占各原料的总质量的质量百分比；

其中，所述的碱为式I化合物、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、1,8-双二甲氨基萘、3,7-二氮杂二环[3.3.1]壬烷、三乙烯二胺和氢氧化六甲季铵中的一种或多种；

式I中，X为N或P；R¹、R²和R³独立地为C₁～C₃烷基或羟基取代的C₁～C₃烷基；R⁴为C₁～C₄烷基、R^4-1取代的C₁～C₄烷基、C₂～C₃烯基、金刚烷基、苯基、3-(三氟甲基)苯基、苄基或

R^4-1为羟基、C₁～C₃烷基或羟基取代的C₁～C₃烷基；R^4-1为1个或多个；当R^4-1为多个时，R^4-1相同或者不同；