氧化劑用于半導(dǎo)體晶片處理的用途、為此的組合物的用途以及組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及至少一種選自過酸類的氧化劑在用于半導(dǎo)體晶片處理(具體是用于半導(dǎo)體晶片的清潔和化學(xué)機械拋光)的組合物中的用途。本發(fā)明還涉及一種組合物的用途以及因此涉及該組合物。使用本發(fā)明的氧化劑導(dǎo)致一種良好的效應(yīng)同時限制/避免了襯底的腐蝕。
【專利說明】氧化劑用于半導(dǎo)體晶片處理的用途、為此的組合物的用途 W及組合物
[0001] 本申請是申請日為2008年4月11日、申請?zhí)枮?00880018476. 0、發(fā)明名稱為"氧 化劑用于半導(dǎo)體晶片處理的用途、為此的組合物的用途W(wǎng)及組合物"（PCT/EP2008/054443， 進入國家階段日期2009年12月1日）之申請的分案申請。
[0002] 本申請要求于2007年4月13日提交的歐洲專利申請?zhí)?7106168. 3的權(quán)益，該申 請通過引用結(jié)合在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及用于半導(dǎo)體晶片處理（具體是用于半導(dǎo)體晶片的清潔和化學(xué)機械拋 光）的氧化劑的用途。本發(fā)明還涉及一種組合物的用途W(wǎng)及因此涉及該組合物。
【背景技術(shù)】
[0004] 那些半導(dǎo)體晶片W及金屬層的處理經(jīng)常需要使用清潔組合物來去除污染物，如有 機物、小顆粒、重金屬W及其他來自半導(dǎo)體晶片和金屬層表面的殘余物。
[0005] 化學(xué)機械平面化（CM巧法還通常用在半導(dǎo)體工業(yè)中。確實，在集成電路中的半導(dǎo) 體晶片、介電層、導(dǎo)線W及絕緣材料的表面必須要拋光W達(dá)到一定程度的平面性，該對于獲 得一個高密度的集成電路是非常重要的。例如，在沉積了多個金屬互連層之后，經(jīng)常將CMP 用于使半導(dǎo)體襯底平面化。
[0006] 對于使用含有作為氧化劑的過氧化氨的清潔和CMP組合物是已知的。令人遺憾的 是，使用此類組合物可導(dǎo)致半導(dǎo)體晶片和金屬層的表面的腐蝕。因此已開發(fā)了清潔和CMP 組合物、連同清潔和CMP方法W阻止在半導(dǎo)體晶片處理過程中的腐蝕。
[0007] 例如，美國專利申請?zhí)?002/0020432披露了一種用于清潔半導(dǎo)體晶片表面的方 法，該方法通過使用基于過氧化氨、氨W及水的一個典型清潔溶液同時控制晶片的溫度 (在室溫與45C之間）W及清潔溶液的溫度（在OC與45C之間）來防止覆蓋半導(dǎo)體晶片 的娃化物層腐蝕。
[000引向組合物中加入腐蝕抑制化合物也是已知的。例如，美國專利申請?zhí)?2005/0261151披露了用于半導(dǎo)體晶片處理的水性抑制腐蝕的清潔組合物，該組合物基于過 氧化氨并且含有作為馨合劑（該馨合劑與被清潔的金屬層結(jié)合并且抑制其腐蝕）的一種化 咯化合物。
[0009] 盡管有了該些已知的用于半導(dǎo)體晶片處理的清潔和CMP組合物，對于顯示出良好 效應(yīng)同時限制/避免了襯底的腐蝕的清潔和CMP組合物仍繼續(xù)存在著一種需要。確實，基 于過氧化氨的組合物對半導(dǎo)體晶片和金屬層表面的腐蝕性（特別對娃）正在越來越大地成 為一個問題。此外，使用基于過氧化氨的組合物提出了關(guān)于組合物穩(wěn)定性W及關(guān)于在CMP 中的清潔和拋光性能的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 本發(fā)明的目的是提供用于配制用于半導(dǎo)體晶片處理的新型組合物的新型氧化劑， 此類組合物顯示出良好的清潔和/或拋光效應(yīng)同時限制/避免了襯底的腐蝕。
[0011] 本發(fā)明因此涉及至少一種氧化劑在用于半導(dǎo)體晶片處理的組合物中的用途，該氧 化劑是選自過酸類、尤其是選自下組，其構(gòu)成為：過酸醋類W及醜亞胺-焼-過駿酸類。本 發(fā)明還涉及用于半導(dǎo)體晶片處理的包含至少一種氧化劑的一種組合物的用途，該氧化劑是 選自過酸類、尤其是選自下組，其構(gòu)成為：過酸醋類W及醜亞胺-焼-過駿酸類；還涉及在 半導(dǎo)體晶片處理中使用的包括至少一種氧化劑的一種組合物，該氧化劑是選自過酸類、尤 其是選自下組，其構(gòu)成為：過酸醋類W及醜亞胺-焼-過駿酸類。
[0012] 在本發(fā)明中，半導(dǎo)體晶片處理通常包括晶片的清潔和/或化學(xué)機械平面化（CMP) 的步驟。
[0013] 本發(fā)明的實質(zhì)性特征之一在于降低了在半導(dǎo)體晶片處理中使用的過氧化氨的量 而沒有削弱該種處理的效應(yīng)。該一點的實現(xiàn)是通過使用過酸類，尤其是過酸醋類和/或醜 亞胺-焼-過駿酸類，來取代全部的或至少一部分的通常在半導(dǎo)體晶片處理組合物中使用 的過氧化氨，由此使之有可能與典型的組合物相比降低了過氧化氨的濃度。的確已發(fā)現(xiàn)，過 酸類是用于半導(dǎo)體晶片處理的有效的氧化劑。還已發(fā)現(xiàn)與過氧化氨相比過酸類引起一種更 低的襯底腐蝕。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與只含有過氧化氨作為氧化劑的那些組合物相比，過酸類 允許制備具有延長的保質(zhì)期的半導(dǎo)體晶片處理組合物。
[0014] 術(shù)語"過酸"是指一種含有至少一個-COOOH基團的化合物。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片處理組合物中存在的過酸可W是所存在的唯一的氧化 齊U。該過酸還可W存在于和其他常見的氧化劑類（例如過氧化氨）的組合中。優(yōu)選地，過 酸是與過氧化氨相結(jié)合而使用。
[0016] 取決于它預(yù)期的用途，過酸在該組合物中可W存在的量是至少0.01 % w/w，具體 是至少0. 1% w/w，例如大約1% w/w?？傮w上該組合物中存在的過酸的量是最多40% w/w， 優(yōu)選最多30% w/w，例如大約20% w/w。
[0017] 在本發(fā)明中，用于半導(dǎo)體晶片處理的組合物中存在的氧化劑的總量通常是從0.01 到 40% w/w。
[0018] 在本發(fā)明中使用的組合物通常是液體。液體組合物可W是水性的?？商娲?，它 們可W是非水性的。液體組合物可W是溶液或息浮液。
[0019] 含有過酸類的組合物的保質(zhì)期通常是比含有過氧化氨作為單獨氧化劑的組合物 的保質(zhì)期更長。W下進一步說明該一論述。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，該過酸優(yōu)選地是選自下組，其構(gòu)成為；醜亞胺-焼-過駿酸類W及過 酸醋類。
[0021] 醜亞胺-焼-過駿酸類被披露在例如SOLVAY SOLEXIS S. P. A所擁有的歐洲專利 申請EP 0 325 288 W及 SOLVAY SOLEXIS S.P. A提交的國際專利申請WO 2004/007452 中， 兩者都通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合在此。
[0022] 具體而言，此類醜亞胺-焼-過駿酸具有W下通式（I):
[0023]
【權(quán)利要求】
1. 至少一種選自過酸酯的氧化劑在用于半導(dǎo)體晶片處理的組合物中的用途， 其中所述過酸酯具有以下化學(xué)式： 其中：
R代表具有1到4個碳原子的烷基，并且n是從1到4。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其中所述過酸酯是過己二酸單甲酯、過戊二酸單甲酯 以及過琥珀酸單甲酯的混合物，該混合物的主要組分是過戊二酸單甲酯。
3. -種用于半導(dǎo)體晶片處理的組合物，包含至少一種選自過酸酯的氧化劑， 其中所述過酸酯具有以下化學(xué)式：
其中： R代表具有1到4個碳原子的烷基，并且n是從1到4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中至少一種氧化劑選自如權(quán)利要求2所述的過酸 酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中所述組合物為溶液形式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項所述的組合物，其中所述組合物為漿料形式并且還包含 磨料顆粒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3-6中任一項所述的組合物，其中在所述組合物中存在的氧化劑的總 量是從 〇? Ol % w/w 到 40% w/w。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一項所述的組合物，其中所述組合物還包含至少一種選自： 螯合劑、穩(wěn)定劑、分散劑、腐蝕抑制劑、增稠劑、pH控制劑的材料或它們的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3-8中任一項所述的組合物用于半導(dǎo)體晶片處理的用途。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用途，其中所述處理包括通過使所述組合物與所述半導(dǎo)體 晶片的表面接觸而進行的晶片清潔。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的用途，其中所述處理包括表面的化學(xué)機械平面化 (CMP)，該平面化包括使所述組合物與有待拋光的表面接觸并且通過引起有待拋光的表面 與另一個拋光表面之間的摩擦來拋光該表面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的用途，其中所述CMP是在半導(dǎo)體襯底上的金屬層上進行的， 該金屬選自鋁、銅、鎢、鈦、它們的合金以及它們的混合物。
【文檔編號】C11D3/39GK104356948SQ201410455973
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2007年4月13日
【發(fā)明者】于爾根·博塞, 羅科·阿萊西奧, 史蒂夫·多布森, 海因茨-約阿希姆·貝爾特 申請人:索爾維公司