金屬配線用基板清洗劑和半導(dǎo)體基板的清洗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于具有金屬配線的基板的清洗劑和特征在于使用該清洗劑的 半導(dǎo)體基板的清洗方法，進(jìn)一步具體地說(shuō)，本發(fā)明設(shè)及W娃半導(dǎo)體為代表的半導(dǎo)體元件的 制造工序中，用于對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨（CM巧工序后的半導(dǎo)體基板進(jìn)行清洗的工序的基板用清 洗劑和特征在于使用該清洗劑的半導(dǎo)體基板的清洗方法，所述基板具有金屬配線。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)高性能化、小型化等市場(chǎng)需求，W娃半導(dǎo)體等為代表的半導(dǎo)體元件向微細(xì)化、 高集成化不斷發(fā)展。伴隨著微細(xì)化、高集成化，要求半導(dǎo)體基板具有傳導(dǎo)率高的金屬配線或 形成有多層金屬配線的多層配線結(jié)構(gòu)等。在運(yùn)樣的半導(dǎo)體基板的制造時(shí)，高度的平坦化技 術(shù)是必須的，因此引入化學(xué)機(jī)械研磨（W下，有時(shí)簡(jiǎn)記為CMP。）工序，對(duì)半導(dǎo)體基板物理研 磨來(lái)進(jìn)行平坦化。
[000引 CMP為使用含有二氧化娃、氧化侶等微粒（研磨劑）的漿料，將半導(dǎo)體基板的金屬 配線、阻擋金屬等切削來(lái)進(jìn)行平坦化的方法。CMP工序后的半導(dǎo)體基板上容易殘留例如在CMP工序中使用的微粒（研磨劑）、源自研磨后的金屬的微粒（金屬粒子）等。運(yùn)樣的殘留 物會(huì)對(duì)半導(dǎo)體的電氣特性造成配線間的短路等不良影響，降低半導(dǎo)體元件的可靠性，因此 需要清洗CMP工序后的半導(dǎo)體基板，除去運(yùn)些殘留物。
[0004] 另一方面，在運(yùn)樣的半導(dǎo)體元件的制造工序中所用的金屬配線具有高傳導(dǎo)率且金 屬活性高，因此容易因外部環(huán)境而發(fā)生氧化（腐蝕）。由于運(yùn)樣的氧化（腐蝕），會(huì)存在金 屬配線的電阻增大或是引起配線間的短路等問(wèn)題。此外，在CMP工序時(shí)，產(chǎn)生金屬配線的研 磨殘留、劃痕或表面凹陷等，有時(shí)運(yùn)也會(huì)使金屬配線的電阻增大或是引起配線間的短路。因 此，在CMP工序時(shí)，添加例如苯并S挫類(lèi)（W下，有時(shí)簡(jiǎn)記為BTA類(lèi)）、咪挫類(lèi)、哇哪晚酸類(lèi) (W下有時(shí)簡(jiǎn)記為QCA類(lèi)）、哇嘟酸類(lèi)等防腐蝕劑，在金屬配線的表面形成含有BTA等防腐 蝕劑的覆膜（保護(hù)膜），由此進(jìn)行防止金屬配線的氧化（腐蝕）的同時(shí)，也對(duì)金屬配線的研 磨殘留、劃痕或表面凹陷等的發(fā)生進(jìn)行抑制。運(yùn)樣的防腐蝕劑例如與金屬配線中的1價(jià)金 屬形成銅（I)-苯并S挫覆膜（化(I)-BTA覆膜）等絡(luò)合物、或與金屬配線中的2價(jià)金屬形 成銅（II)-哇哪晚酸覆膜（化(II)-QCA覆膜）等絡(luò)合物。據(jù)認(rèn)為，運(yùn)樣的絡(luò)合物具有保護(hù) 金屬配線表面的作用，因此在防止金屬配線的氧化（腐蝕）的同時(shí)，也對(duì)金屬配線的研磨殘 留、劃痕或表面凹陷等的發(fā)生進(jìn)行抑制。 陽(yáng)0化]如上述那樣的CMP工序后的半導(dǎo)體基板上不僅容易殘留在CMP工序中使用的微 粒（研磨劑）、源自研磨后的金屬的微粒（金屬粒子）等，而且也有可能殘留防腐蝕劑。因 此，需要清洗工序，除去例如在CMP工序中使用的微粒（研磨劑）、源自研磨后的金屬的微粒 (金屬粒子）、BTA、QCA等防腐蝕劑等殘留物。作為運(yùn)樣的清洗工序所用的CMP后清洗劑，已 知有例如含有氨氧化錠化合物、馨合劑和防腐蝕化合物的半導(dǎo)體加工物清洗用組合物（例 如專利文獻(xiàn)1);含有特定的環(huán)胺和含有2~5個(gè)徑基的多元酪系還原劑等銅配線半導(dǎo)體用 清洗劑（例如專利文獻(xiàn)2);含有至少1種有機(jī)堿的清洗液（例如專利文獻(xiàn)3);含有具有至 少I(mǎi)個(gè)簇基的有機(jī)酸或/和絡(luò)合劑與特定的有機(jī)溶劑而形成的基板用清洗劑（例如專利文 獻(xiàn)4);含有特定的氨基酸和烷基徑胺的銅配線用基板清洗劑（例如專利文獻(xiàn)5);含有特定 的胺和特定的多元酪化合物等銅配線半導(dǎo)體用清洗劑（例如專利文獻(xiàn)6)等。此外，雖然并 未考慮用作CMP后清洗劑，但在用于除去半導(dǎo)體基板上的雜質(zhì)（殘留物）的清洗劑方面還 已知含有1種氨基酸等水溶性腐蝕抑制劑而形成的清洗組合物（例如專利文獻(xiàn)7);含有特 定的氨基酸的銅配線用殘?jiān)逑磩ɡ鐚＠墨I(xiàn)8);含有堿成分和親水性有機(jī)溶劑等的 清洗劑（例如專利文獻(xiàn)9)等。
[0006] 另一方面，在最近的半導(dǎo)體元件的制造工序中，由于金屬配線的微細(xì)化而使制造 工序趨向復(fù)雜化，對(duì)于結(jié)束了CMP后清洗工序的基板，需要時(shí)間才能進(jìn)行至例如金屬配線 的層積工序等后續(xù)工序，因此有時(shí)結(jié)束了CMP后清洗工序的基板的待機(jī)時(shí)間變長(zhǎng)。此外，因 制造裝置的故障，制造工序在途中長(zhǎng)時(shí)間停止的情況下，工序途中的基板待機(jī)的狀況增多。 進(jìn)一步，在CMP工序中形成的含有防腐蝕劑與金屬配線的表面金屬的絡(luò)合物的金屬配線表 面覆膜最終需要除去，因此有時(shí)在CMP后清洗工序中，除去源自防腐蝕劑的金屬配線表面 覆膜，用氧化亞銅（I)等金屬氧化物等使露出于金屬配線表面的0價(jià)金屬配線形成表面覆 膜來(lái)保護(hù)金屬配線。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 陽(yáng)00引專利文獻(xiàn)
[0009] [專利文獻(xiàn)1]日本特表2007-525836號(hào)公報(bào)
[0010] [專利文獻(xiàn)2]日本特開(kāi)2010-235725號(hào)公報(bào)
[0011] [專利文獻(xiàn)3]日本特開(kāi)2002-359223號(hào)公報(bào)
[0012] [專利文獻(xiàn)4]W02005/040324號(hào)再公布公報(bào)
[0013] [專利文獻(xiàn)5]國(guó)際公開(kāi)W02012/073909號(hào)公報(bào)
[0014] [專利文獻(xiàn)6]日本特開(kāi)2012-186470號(hào)公報(bào)
[0015] [專利文獻(xiàn)7]日本特表2001-517863號(hào)公報(bào)
[0016] [專利文獻(xiàn)引日本特開(kāi)2005-217114號(hào)公報(bào)
[0017] [專利文獻(xiàn)9]日本特開(kāi)2006-63201號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[001引發(fā)明要解決的課題
[0019] 但是，例如專利文獻(xiàn)1~6的清洗用組合物或清洗劑對(duì)于CMP工序中使用的微粒 (研磨劑）、源自研磨后的金屬的微粒（金屬粒子）和為了抑制金屬腐蝕而添加的BTA、QCA 等防腐蝕劑等殘留物的除去性能不充分，或?qū)τ谠贑MP工序中使用的含有BTA、QCA等防腐 蝕劑與金屬配線的表面金屬的絡(luò)合物的金屬配線表面覆膜（保護(hù)膜：抗氧化膜）的除去性 能不充分，除了此等問(wèn)題外，還存在若將用運(yùn)些清洗劑清洗后的基板放置，則金屬配線的表 面發(fā)生氧化而變得不平坦等問(wèn)題。
[0020] 此外，即使將例如專利文獻(xiàn)7~9的組合物或清洗劑等用作上述那樣的CMP工序 后的清洗液，也存在對(duì)源自研磨后的金屬的微粒（金屬粒子）的除去不充分，或若將用運(yùn)些 組合物或清洗劑清洗后的基板放置，則金屬配線的表面發(fā)生氧化而變得不平坦等問(wèn)題。 陽(yáng)02U 進(jìn)一步，從削減制造工序成本的目的等出發(fā)，半導(dǎo)體元件的制造工序中的CMP后 清洗工序多數(shù)情況下長(zhǎng)時(shí)間使用同一清洗劑。因此，劣化快的清洗劑存在因?yàn)榍逑葱阅芙?jīng) 時(shí)變化而無(wú)法穩(wěn)定得到清潔化的基板的可能。
[0022] 鑒于上述的狀況，本發(fā)明的課題在于提供一種用于具有金屬配線的基板的清洗劑 和特征在于使用該清洗劑的半導(dǎo)體基板的清洗方法，其能得到下述（1)~巧）的效果。（1) 在半導(dǎo)體元件的制造工序中的CMP后清洗工序中，可W充分除去在CMP工序中使用的微粒 (研磨劑）、源自研磨后的金屬的微粒（金屬粒子）和防腐蝕劑等殘留物。（2)能夠充分除 去（剝離）在CMP工序中形成的金屬配線表面覆膜（保護(hù)膜：抗氧化膜，含有BTA、QCA等防 腐蝕劑與金屬配線的表面金屬的絡(luò)合物）。（3)除去（剝離）該覆膜后，在金屬配線表面能 夠形成含有金屬氧化物的氧化膜。（4)即使將CMP后清洗工序后的基板放置，也能夠長(zhǎng)時(shí)間 穩(wěn)定地得到金屬配線表面（含有金屬氧化物的氧化膜表面）的平坦化未被損壞的半導(dǎo)體基 板。（5)即使長(zhǎng)時(shí)間使用清洗劑的情況下，也不易發(fā)生劣化。
[0023] 解決課題的手段
[0024] 本發(fā)明為用于具有金屬配線的基板的清洗劑的發(fā)明，其中，所述清洗劑包含抑為 10W上的水溶液，其含有（A)具有含氮雜環(huán)的簇酸和度）烷基徑胺。
[0025] 此外，本發(fā)明為半導(dǎo)體基板的清洗方法的發(fā)明，其中，使用包含抑為10W上的水 溶液而形成的用于具有金屬配線的基板的清洗劑，其含有（A)具有含氮雜環(huán)的簇酸和度） 烷基徑胺。
[0026] 發(fā)明效果
[0027] 對(duì)于本發(fā)明的用于具有金屬配線的基板的清洗劑，在半導(dǎo)體元件的制造工序中， 其用于清洗CMP工序后的半導(dǎo)體基板的工序，特別優(yōu)選用于具有銅配線或銅合金配